一种极薄煤层水力钻爆开采方法技术

本发明专利技术公开一种极薄煤层水力钻爆开采方法，其特征在于包括如下步骤：步骤a:在机巷内放置动力泵、刮板输送机、转载机、皮带输送机、水力钻采机、爆破装置和煤矸洗选泥水分离系统；步骤b:水力钻切孔：在采煤工作面形成一组水力钻切孔；步骤c:使水力钻切孔的下端形成放煤孔；步骤d:在水力钻切孔内放置爆破装置，碎煤通过放煤孔后，落至刮板输送机上；步骤e:碎煤通过刮板输送机、转载机和皮带输送机运输；步骤f:一个水力钻切孔中的煤炭放完后，封闭这个放煤孔；步骤g:沿煤炭推进开采方向重复步骤c至f。本开采方法不需要采煤工人进入采煤工作面，这样不仅大幅提高了安全性，还降低了采煤工人的劳动强度,实现大于50°极薄煤层采面的机械化无人开采。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿开采方法，尤其涉及一种极薄煤层水力钻爆开采方法。
技术介绍
煤矿开采领域中，煤层厚度在0.8m以下的煤层称为极薄煤层,极薄煤层开采目的是防止资源丢失和治理瓦斯矿井进行保护层开采所必须。极薄煤层开采与厚和中厚煤层相比,存在以下特点：①采高低,不利于使用大型开采设备；②工作条件差,设备移动困难；③工作面投入产出比、单产、工效及经济效益低。极薄煤层的开采是实现煤矿资源可持续性发展的有效技术途径之一，其开采技术研究成为目前煤矿开采的重要研究方向之一。目前,对煤层倾角50°以下的极薄煤层可适用机械化开采方法有以下二种：一种是综合机械化采高≧1米煤岩共采和采高≧0.7米的高档普采；另一种是大直径钻采方法，这种大直径钻才方法的煤炭回收率低和万吨掘进率很高，且煤层倾角小于≦30°。对于开采煤层倾角50°以上的极薄煤层，目前则采用较为落后的人工炮采方法，采煤工人需在工作面作业，这种炮采方法存在着工人劳动强度高、安全性差、经济效益差和生产效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种适用于煤层倾角大于50°的极薄煤层水力钻爆开采方法。本专利技术的技术方案如下：一种极薄煤层水力钻爆开采方法，其特征在于包括如下步骤：步骤a:在极薄煤层中挖设风巷(1)和机巷(2)，其中机巷(2)位于风巷(1)下方，机巷(2)和风巷(1)之间的煤层区域为采煤工作面(3)；所述风巷(1)和机巷(2)挖设好后,在机巷(2)内放置动力泵(4)、刮板输送机(5)、转载机(6)、皮带输送机(7)、水力钻采机(8)、爆破装置(9)和煤矸洗选泥水分离系统(10)，其中：所述刮板输送机(5)、转载机(6)和皮带输送机(7)沿煤炭推进开采方向依次相连，且皮带输送机(7)出口端的上方设有所述煤矸洗选泥水分离系统(10)；步骤b:水力钻切孔：利用所述动力泵(4)和水力钻采机(8)从机巷(2)向上钻孔，并沿煤炭推进开采方向钻孔，从而在采煤工作面(3)形成一组水力钻切孔(3a)；步骤c:利用所述水力钻采机(8)形成水力钻切孔(3a),并将每个水力钻切孔进行水力切缝，从而将水力钻切孔(3a)的下端扩宽，并使水力钻切孔(3a)的下端形成放煤孔(3a’)；步骤d:在水力钻切孔(3a)内放置所述爆破装置(9)，并利用爆破装置(9)定向爆破，从而实现碎煤，且碎煤在重力作用下通过所述放煤孔(3a’)后，落至所述刮板输送机(5)上；步骤e:碎煤通过所述刮板输送机(5)、转载机(6)和皮带输送机(7)运输，煤、水、矸由所述煤矸洗选泥水分离系统(10)分离后，煤由皮带输送机(7)运到矿井外；步骤f:一个水力钻切孔(3a)中的煤炭放完后，采用注浆加固方式封闭每个所述放煤孔(3a’)；步骤g:沿煤炭推进开采方向重复所述步骤c至f，直至所述采煤工作面(3)的煤炭开采完毕。采用以上开采方法，采煤工人不用进入采煤工作面，而只需要在机巷(2)内操作机器设备，甚至于还可以在矿井外面操作，从而实现井内无人化操作。与传统开采煤层倾角50°以上极薄煤层所采用的人工炮采方法相比，本开采方法由于不需要采煤工人进入采煤工作面，这样不仅大幅提高了安全性，降低了采煤工人的劳动强度，而且通过采用采矿设备大幅提高了采煤效率，并同时提高了经济效益，且很好地克服了现有人工炮采方法的缺陷，具有很好的适用性，适于大规模推广运用。作为优选，所述动力泵(4)采用超高压动力泵，且所述步骤b和c均采用了雾化封闭技术，且雾化封闭技术为现有技术，它的好处是降低粉尘与防爆，有利于环保和井下安全性。在本案中，所述爆破装置(9)采用二氧化碳爆破装置。有益效果：本开采方法不需要采煤工人进入采煤工作面，这样不仅大幅提高了安全性，降低了采煤工人的劳动强度，而且通过采用采矿设备大幅提高了采煤效率，并同时提高了经济效益，且很好地克服了现有人工炮采方法的缺陷，具有很好的适用性，适于大规模运用于开采煤层倾角大于50°的极薄煤层。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，一种极薄煤层水力钻爆开采方法，其特征在于包括如下步骤：步骤a:在极薄煤层中挖设风巷1和机巷2,并使风巷1和机巷2形成独立通风、供水、供电等系统，其中机巷2位于风巷1下方，机巷2和风巷1之间的煤层区域为采煤工作面3。在本案中煤层开采采用双巷留煤柱沿空留巷方法，该方法为现有的成熟技术，且风巷1和机巷2能支护好并保证所有作业人员安全。风巷1和机巷2挖设好后,在机巷2内放置以下外购的设备，具体为：动力泵4、刮板输送机5、转载机6、皮带输送机7、水力钻采机8、爆破装置9和煤矸洗选泥水分离系统10。其中：刮板输送机5、转载机6和皮带输送机7沿煤炭推进开采方向依次相连，且皮带输送机7出口端的上方设有煤矸洗选泥水分离系统10。在本案中，煤炭推进开采方向为说明书附图中箭头所指的方向。动力泵4在本案中采用超高压动力泵，且爆破装置9在本案中采用二氧化碳爆破装置。步骤b:水力钻切孔：利用动力泵4和水力钻采机8从机巷2向上钻孔，并沿煤炭推进开采方向钻孔，从而在采煤工作面3形成一组水力钻切孔3a，且水力钻切孔3a的孔间距根据煤层硬度确定；步骤c:利用水力钻采机8钻出水力钻切孔3a，并将每个水力钻切孔进行水力切缝，从而将水力钻切孔3a下端扩宽，并使水力钻切孔3a的下端形成放煤孔3a’。作为优选，步骤b和c均采用了现有成熟的雾化封闭技术。步骤d:在水力钻切孔3a内放置爆破装置9，并利用爆破装置9定向爆破，从而实现碎煤，且碎煤在重力作用下通过放煤孔3a’后，落至刮板输送机5上；步骤e:碎煤通过刮板输送机5、转载机6和皮带输送机7运输，煤、水、矸由煤矸洗选泥水分离系统10分离后，煤由皮带输送机7运到矿井外。碎煤中含有煤、水和矸，我们需要的是煤，所以需要进行分离。步骤f:一个水力钻切孔3a中的煤炭放完后，采用注浆加固方式封闭这个水力钻切孔3a的放煤孔3a’，从而形成封闭孔3a”，且注浆加固方式为现有成熟方式。步骤g:沿煤炭推进开采方向重复步骤c至f，直至采煤工作面3的煤炭开采完毕。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不以本专利技术为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极薄煤层水力钻爆开采方法，其特征在于包括如下步骤：步骤a:在极薄煤层中挖设风巷(1)和机巷(2),其中机巷(2)位于风巷(1)下方，机巷(2)和风巷(1)之间的煤层区域为采煤工作面(3)；所述风巷(1)和机巷(2)挖设好后,在机巷(2)内放置动力泵(4)、刮板输送机(5)、转载机(6)、皮带输送机(7)、水力钻采机(8)、爆破装置(9)和煤矸洗选泥水分离系统(10)，其中：所述刮板输送机(5)、转载机(6)和皮带输送机(7)沿煤炭推进开采方向依次相连，且皮带输送机(7)出口端的上方设有所述煤矸洗选泥水分离系统(10)；步骤b:水力钻切孔：利用所述动力泵(4)和水力钻采机(8)从机巷(2)向上钻孔，并沿煤炭推进开采方向钻孔，从而在采煤工作面(3)形成一组水力钻切孔(3a)；步骤c:利用所述水力钻采机(8)形成水力钻切孔(3a),并将每个水力钻切孔进行水力切缝，从而将水力钻切孔(3a)的下端扩宽，并使水力钻切孔(3a)的下端形成放煤孔(3a’)；步骤d:在水力钻切孔(3a)内放置所述爆破装置(9)，并利用爆破装置(9)定向爆破，从而实现碎煤，且碎煤在重力作用下通过所述放煤孔(3a’)后，落至所述刮板输送机(5)上；步骤e:碎煤通过所述刮板输送机(5)、转载机(6)和皮带输送机(7)运输，煤、水、矸由所述煤矸洗选泥水分离系统(10)分离后，煤由皮带输送机(7)运到矿井外；步骤f:一个水力钻切孔(3a)中的煤炭放完后，采用注浆加固方式封闭每个所述放煤孔(3a’)；步骤g:沿煤炭推进开采方向重复所述步骤c至f，直至所述采煤工作面(3)的煤炭开采完毕。...

【技术特征摘要】
1.一种极薄煤层水力钻爆开采方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤a:在极薄煤层中挖设风巷(1)和机巷(2),其中机巷(2)位于风巷
(1)下方，机巷(2)和风巷(1)之间的煤层区域为采煤工作面(3)；所述风
巷(1)和机巷(2)挖设好后,在机巷(2)内放置动力泵(4)、刮板输送机(5)、
转载机(6)、皮带输送机(7)、水力钻采机(8)、爆破装置(9)和煤矸洗选泥
水分离系统(10)，其中：所述刮板输送机(5)、转载机(6)和皮带输送机(7)
沿煤炭推进开采方向依次相连，且皮带输送机(7)出口端的上方设有所述煤矸
洗选泥水分离系统(10)；
步骤b:水力钻切孔：利用所述动力泵(4)和水力钻采机(8)从机巷(2)
向上钻孔，并沿煤炭推进开采方向钻孔，从而在采煤工作面(3)形成一组水力
钻切孔(3a)；
步骤c:利用所述水力钻采机(8)形成水力钻切孔(3a),并将每个水力钻
切孔进行水力切缝，从而将水力钻切孔(3a)的下端扩宽，并使水...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍好好，伍永平，吕文玉，解盘石，曾佑富，
申请(专利权)人：西安科技大学，伍好好，
类型：发明
国别省市：陕西;61