无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法技术

技术编号:21884143 阅读:26 留言:0更新日期:2019-08-17 11:50
本发明专利技术公开一种无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法,包括以下步骤:从地面向煤层打通主井和副井;在煤层开拓第一联络巷和第二联络巷,第一联络巷与主井连通,第二联络巷与副井连通;将第一联络巷和第二联络巷贯通,并且所述第一联络巷和所述第二联络巷之间贯通的部分作为第一切眼;由第一切眼开始远离主井和副井连线的方向作为第一方向,通过采煤机以第一方向进行截割煤壁进行开采。本发明专利技术的无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法有效地解决了现有技术中煤矿开采巷道掘进量大、建井时间长、掘进费用高、巷道事故多发、留设煤柱造成煤炭资源浪费大的问题。

Design Method of Mine Driving without Coal Pillar and Roadway

【技术实现步骤摘要】
无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法
本专利技术涉及采矿
,具体而言,涉及一种井工长壁开采方法,尤其是一种无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法。
技术介绍
煤炭井工开采通常需要从地面向地下开掘一系列井巷,包括主副井、开拓巷道、准备巷道、回采巷道等。为了保护上述巷道,在采矿过程中又需要在巷道附近留设大量的护巷煤柱,以避免巷道因采动和顶板运动影响而破坏。这种采矿方法在我国经过了几十年的发展,目前已成为应用最为广泛的开采方式,为我国煤炭开采事业做出了巨大贡献,但同时也存在诸多问题:(1)井底车场、开拓巷道、准备巷道以及回采巷道附近留设的护巷煤柱造成资源浪费严重,环境损伤严重。(2)巷道掘进量大造成生产成本高。井工开采往往需要配套掘进大量的巷道工程,包括开拓巷道、准备巷道以及回采巷道等。(3)巷道事故多发。据统计,煤矿事故中,巷道事故占91%,其中工作面回采巷道占巷道事故约90%。(4)建井周期长、投资大,为了使每个回采工作面正常接续,每个煤矿需要布置多个掘进工作面,用人多,掘进量大,掘进时间长,掘进费用高,采煤和掘进交替紧张。巨大的掘进工作量导致煤炭生产前期准备时间过长,增加了煤炭生产的成本,浪费大量的时间和金钱。综上所述,现有的煤矿开采技术存在巷道掘进量大、掘进时间长、掘进费用高、巷道事故多发、留设煤柱所造成煤炭资源浪费大的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法,以解决现有技术中煤矿开采巷道掘进量大、建井时间长、掘进费用高、巷道事故多发、留设煤柱造成的煤炭资源浪费大的问题。为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种井工长壁开采方法,包括以下步骤:从地面向煤层打通主井和副井;在所述煤层开拓第一联络巷和第二联络巷,所述第一联络巷与所述主井连通,所述第二联络巷与所述副井连通;将所述第一联络巷和所述第二联络巷贯通,并且所述第一联络巷和所述第二联络巷之间贯通的部分作为第一切眼,所述第一切眼的方向平行于所述主井和所述副井的连线;以第一切眼远离所述主井和所述副井连线的方向作为第一方向,通过采煤机以第一方向进行截割煤壁进行开采,形成以所述第一方向为开采行进方向的首采面;所述采煤机在所述首采面截割煤壁时,同时割出第一运输巷和第一回风巷,并将所述第一运输巷和所述第一回风巷保留,所述第一运输巷和所述第一回风巷分别位于所述首采面的两侧,所述第一运输巷与所述主井相连通,所述第一回风巷与所述副井相连通;在所述首采面采到停采线后,在所述首采面的末端留出首采面预留巷道,所述首采面预留巷道分别与所述第一运输巷和所述第一回风巷连通;待所述首采面的采煤工作完成后,以首采面的第一运输巷或第一回风巷作为第二工作面的切眼,以远离第一运输巷或第一回风巷的第二方向进行第二工作面的开采;直至将所有所述第二工作面开采完。进一步地,所述第二工作面由所述首采面位于所述第一运输巷的一侧开始开采。进一步地,所述第二工作面由所述首采面位于所述第一回风巷的一侧开始开采。进一步地,所述第二方向与所述第一方向垂直。进一步地,所述第一运输巷和所述第一回风巷通过切顶卸压自成巷技术形成。进一步地,所述首采面为两个,两个所述首采面的布置相对所述主井和所述副井的连线对称。进一步地,待所有第二工作面开采完成后,在所述主井附近位置处布置切眼,并以远离所述主井的所述第二方向进行开采。进一步地,待所有第二工作面开采完成后,在所述副井附近位置处布置切眼,并以远离所述副井的所述第二方向进行开采。进一步地,待所有第二工作面开采完成后,在所述主井或者所述副井的周围布置切眼,并开采所述主井、所述副井、所述第一联络巷和所述第二联络巷围成的区域。应用本专利技术的技术方案,本专利技术的井工长壁开采方法是从建井初期着手布设整个矿区开采格局,矿井井筒开拓完毕后,直接通过井筒开拓出第一联络巷和第二联络巷,并将两个联络巷贯通形成开切眼,最后进行采矿活动。这样可以消除大量巷道掘进,减少煤炭生产前期准备时间,提前煤炭开采时间。同时减少了煤炭生产成本,减少了掘进所需要的人员,避免了巷道掘进过程中所带来的安全事故,为整个矿井生产节约了大量的时间和金钱。该开采方法不仅能够减少了矿井建设周期,而且随着采矿活动进行,在整个矿区内不留设任何煤柱,可以提高矿井的采出率,节约煤炭资源,增加矿井的服务年限,避免了因留设煤柱上方应力集中引起的巷道围岩大变形、冲击地压、煤(岩)爆以及煤与瓦斯突出等地质灾害。附图说明图1是本专利技术一个实施例中形成第一切眼的示意图。图2是本专利技术一个实施例中开采第一个首采面的开采示意图。图3是本专利技术一个实施例中由第一运输巷开采第二工作面的开采示意图。图4是本专利技术一个实施例中由第一回风巷开采第二工作面的开采示意图。图5是本专利技术一个实施例中开采第二个首采面的开采示意图。图6是本专利技术一个实施例中所有的第二工作面已开采完后的开采示意图。图7是本专利技术一个实施例中未开采区域的开采示意图。图8是本专利技术一个实施例中主井、副井及联络巷所围区域的开采示意图。图9是专利技术另一个实施例的首采面的开采示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述,但不作为对本专利技术的限定。参见图1至图5所示,根据本专利技术的实施例,提供了一种无煤柱留设无巷道掘进矿井设计方法,即一种井工长壁开采方法,该方法包括以下步骤:步骤1:从地面向煤层打通主井1和副井2。步骤2:在所述煤层开拓第一联络巷31和第二联络巷32,所述第一联络巷31与所述主井1连通,所述第二联络巷32与所述副井2连通;第一联络巷31和第二联络巷32的长度优选为50~100m。步骤3:如图1所示,将所述第一联络巷31和所述第二联络巷32贯通,并且所述第一联络巷和所述第二联络巷之间贯通的部分作为第一切眼4,优选的,所述第一切眼4的方向平行于所述主井1和所述副井2的连线。步骤4:如图2所示,以第一切眼4远离所述主井1和所述副井2连线的方向作为第一方向,采煤机在第一方向上截割煤壁进行开采,形成以所述第一方向为开采方向的首采面5。参见图2所示,首采面5的末端为第一方向上煤层的末端,即首采面5可以开采到第一方向没有煤炭的位置或井田边界。步骤5:所述采煤机在所述首采面截割煤壁时,同时割出第一运输巷和第一回风巷,并通过留巷将所述第一运输巷61和所述第一回风巷62保留,即所述第一运输巷61和所述第一回风巷62是在采煤机开采作业的过程中通过留巷形成,所述第一运输巷61和所述第一回风巷62分别位于所述首采面5的两侧,所述第一运输巷61至少与所述主井1相连通,所述第一回风巷62至少与所述副井2相连通。步骤6:在所述首采面5采到停采线51后,在所述首采面5的末端留出首采面5预留巷道(预留巷道与图中停采线51位置重合),所述首采面5预留巷道分别与所述第一运输巷61和所述第一回风巷62连通。利用采煤机在采煤过程中割出巷道空间,并利用顶板切缝、恒阻大变形锚索支护技术等将巷道空间保留下来形成所述第一运输巷61和所述第一回风巷62连通。步骤7:在所述首采面5的开采完成后,以首采面5的第一运输巷61或第一回风巷62作为第二工作面7的切眼,以远离第一运输巷61或第一回风巷62的第二方向进行第二工作面7的开采。步骤8:所述采煤机在所述第二工作面7截割煤壁时,同时割出第二运输巷81和第二回风巷82,并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井工长壁开采方法,其特征在于,包括以下步骤:从地面向煤层打通主井和副井;在所述煤层开拓第一联络巷和第二联络巷,所述第一联络巷与所述主井连通,所述第二联络巷与所述副井连通;将所述第一联络巷和所述第二联络巷贯通,并且所述第一联络巷和所述第二联络巷之间贯通的部分作为第一切眼,所述第一切眼的方向平行于所述主井和所述副井的连线;以第一切眼远离所述主井和所述副井连线的方向作为第一方向,通过采煤机以第一方向进行截割煤壁进行开采,形成以所述第一方向为开采行进方向的首采面;所述采煤机在所述首采面截割煤壁时,同时割出第一运输巷和第一回风巷,并将所述第一运输巷和所述第一回风巷保留,所述第一运输巷和所述第一回风巷分别位于所述首采面的两侧,所述第一运输巷与所述主井相连通,所述第一回风巷与所述副井相连通;在所述首采面采到停采线后,在所述首采面的末端留出首采面预留巷道,所述首采面预留巷道分别与所述第一运输巷和所述第一回风巷连通;待所述首采面的采煤工作完成后,以首采面的第一运输巷或第一回风巷作为第二工作面的切眼,以远离第一运输巷或第一回风巷的第二方向进行第二工作面的开采;直至将所有所述第二工作面开采完。

【技术特征摘要】
1.一种井工长壁开采方法,其特征在于,包括以下步骤:从地面向煤层打通主井和副井;在所述煤层开拓第一联络巷和第二联络巷,所述第一联络巷与所述主井连通,所述第二联络巷与所述副井连通;将所述第一联络巷和所述第二联络巷贯通,并且所述第一联络巷和所述第二联络巷之间贯通的部分作为第一切眼,所述第一切眼的方向平行于所述主井和所述副井的连线;以第一切眼远离所述主井和所述副井连线的方向作为第一方向,通过采煤机以第一方向进行截割煤壁进行开采,形成以所述第一方向为开采行进方向的首采面;所述采煤机在所述首采面截割煤壁时,同时割出第一运输巷和第一回风巷,并将所述第一运输巷和所述第一回风巷保留,所述第一运输巷和所述第一回风巷分别位于所述首采面的两侧,所述第一运输巷与所述主井相连通,所述第一回风巷与所述副井相连通;在所述首采面采到停采线后,在所述首采面的末端留出首采面预留巷道,所述首采面预留巷道分别与所述第一运输巷和所述第一回风巷连通;待所述首采面的采煤工作完成后,以首采面的第一运输巷或第一回风巷作为第二工作面的切眼,以远离第一运输巷或第一回风巷的第二方向进行第二工作面的开采;直至将所有所述第二工作面开采完。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:何满潮王亚军杨军
申请(专利权)人:北京中矿创新联盟能源环境科学研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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