急倾斜煤层采煤工作面及采煤方法技术

本申请公开了一种急倾斜煤层的采煤工作面，采煤工作面的倾向为伪倾斜直线布置；采煤工作面的推进方向为煤层走向；密集为沿采煤工作面的倾向自风巷至机巷呈一条直线排布的线性密集；支护包括多排平行于采煤工作面的倾向排布的基本点柱以及多组由若干基本点柱支撑的金属铰接顶梁，每组金属铰接顶梁的长度方向均为采煤工作面的走向，且各组金属铰接顶梁之间平行布置。由于密集采用线性密集，因此在采煤工作面的走向方向上距离缩短，缩短了控顶距。同时，支护采用金属铰接顶梁和基本点柱，替代了带帽点柱，增大了支撑面积，有效控制了顶板，减小了冒顶事故的几率，降低了开采成本。本申请还公开了一种应用于上述采煤工作面的急倾斜煤层采煤方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤层开采
，特别涉及一种急倾斜煤层采煤工作面。还涉及一种应用于该急倾斜煤层采煤工作面的采煤方法。
技术介绍
急倾斜煤层是指倾角大于45°的煤层，由于煤层倾角较大，开采难度较大。目前常见的急倾斜煤层采煤方法主要有走向长壁采煤法、倒台阶采煤法、仓储式采煤法、俯伪斜分段密集采煤法和柔性掩护支架采煤法等。其中，俯伪斜分段密集采煤法的采煤工作面沿俯伪斜直线方向布置，工作面的倾角小于煤层的真倾角，以降低采煤倾角，降低开采难度；采煤工作面的推进方向(即工作面走向)沿煤层走向，俯伪斜分段密集采煤法中的采煤工作面的分段密集是指沿俯伪斜方向每隔一定距离设置一排水平密集支柱，每排水平密集支柱由多个支柱密集排布而成，密集支柱的排布方向近似沿工作面走向布置，且密集支柱向靠近煤侧的一端向上倾斜，倾斜角度为10°左右。在回采阶段，由上至下依次撤回密集支柱的切顶线位置的支柱，采空区垮落至下一排密集支柱上，保证工作面的正常采煤作业。虽然俯伪斜分段密集采煤法在急倾斜煤层中的采煤效果较好，得到了广泛应用。但是，对于工作面顶板松软的薄煤层，采用俯伪斜分段密集采煤法的效果并不是很好，采用带帽点柱无法控制工作面顶板，切顶线位置的支柱容易被推垮，回柱工序安全威胁极大，冒顶事故难以控制。并且由于水平密集支柱的排布方向沿工作面走向，因此，需要增加基本点柱的排数，基本点柱沿工作面倾向排布，则占用数量较多的基本点柱，增大了开采成本，且分段密集增大了控顶距，顶板压力增大，顶板暴露时间长，更加容易破碎，造成回柱困难，工人操作极为不便。综上所述，如何解决急倾斜软顶薄煤层的开采，降低冒顶事故的几率，降低开采成本，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种急倾斜煤层的采煤工作面，以实现急倾斜软顶薄煤层的开采，降低冒顶事故的几率，降低开采成本。本专利技术还提供了一种急倾斜煤层的采煤方法，应用于上述的采煤工作面，实现了对急倾斜软顶薄煤层的开采。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种急倾斜煤层的采煤工作面，包括风巷、机巷、支护和密集，所述采煤工作面的倾向为伪倾斜直线布置；所述采煤工作面的推进方向为煤层走向；所述密集为沿所述采煤工作面的倾向自风巷至机巷呈一条直线排布的线性密集；所述支护包括多排平行于所述采煤工作面的倾向排布的基本点柱以及多组由若干所述基本点柱支撑的金属铰接顶梁组件，每组所述金属铰接顶梁组件的长度方向均为所述采煤工作面的走向，且各组所述金属铰接顶梁组件之间平行布置。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，所述采煤工作面的伪倾角为39°～41°。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，所述线性密集的柱距为0.2m～0.3m。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，每组所述金属铰接顶梁组件由两个金属铰接顶梁组成，且每个所述金属铰接顶梁由两个所述基本点柱支撑。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，所述点柱的排距为1.1m～1.3m，所述基本点柱在所述采煤工作面的倾向方向的柱距为0.6m～0.8m。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，还包括水平搭设于所述基本点柱上的安全挡板和防坠挡板，在所述采煤工作面的倾向方向上，所述安全挡板和防坠挡板之间相隔8～10个所述基本点柱，所述安全挡板位于所述防坠挡板的上方。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，还包括搭设于所述基本点柱上的脚踏板，在所述采煤工作面的倾斜方向上，每隔一个柱距搭设一个所述脚踏板。优选的，在上述的急倾斜煤层的采煤工作面中，所述安全挡板和所述防坠挡板的尺寸相同，其长度为1.5m，其宽度为0.5m，其厚度为0.03m，所述安全挡板和所述防坠挡板均为聚乙烯板材。本专利技术还提供了一种急倾斜煤层采煤方法，应用于上述任一项所述的采煤工作面，步骤为：S01、回采工序中，在所述采煤工作面内，沿所述采煤工作面的倾向由下至上依次分段爆破，在每段爆破得到的煤壁上部位置沿所述采煤工作面的走向支设至少两根安全支柱，在该段的煤壁下部位置沿所述采煤工作面的走向支设至少两根防坠支柱，并在所述安全支柱上水平搭设安全挡板，在所述防坠支柱上水平搭设防坠挡板，所述安全挡板与所述防坠挡板之间相隔8～10个基本点柱；S02、在每段爆破完成的采煤工作面内沿所述采煤工作面的倾向由上至下依次支设临时点柱，用于支撑顶板；S03、对爆破得到的煤壁进行开采出煤，完成每次回柱前的分段爆破、分段支设临时点柱和分段出煤工序；S04、回柱时，沿所述采煤工作面的倾向由下至上分段支设新的线性密集，新的线性密集与待回撤的线性密集之间的距离为基本点柱的排距，之后，撤掉待回撤的线性密集，矸石垮落至新的线性密集上，将金属铰接顶梁沿所述采煤工作面的走向移动一个排距，完成分段回柱工序。优选的，在上述的急倾斜煤层采煤方法中，在所述步骤S01的回采工序之前，还包括初采工序，所述初采工序为：按照煤层的真倾角实施开切眼操作，采用刷扩机尾进行调伪，使采煤工作面的伪倾角逐步达到设计值；在采煤工作面的初采顶板没有初次垮落前，采煤工作面的密集采用分段走向密集，支护采用带帽点柱；当顶板初次垮落并垮落充分，达到顶板随回柱随垮落的工况条件时，密集改为线性密集，支柱改为金属铰接顶梁和基本点柱。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的急倾斜煤层的采煤工作面中，采煤工作面的倾向为伪倾斜直线布置，采煤工作面的推进方向为煤层走向，密集为沿采煤工作面的倾向自风巷至机巷呈一条直线排布的线性密集，支护包括多排平行于采煤工作面的倾向的基本点柱以及多组由若干基本点柱支撑的金属铰接顶梁组件，每组金属铰接顶梁组件的长度方向均为采煤工作面的走向，各组金属铰接顶梁组件之间平行布置。由于密集采用线性密集，因此在采煤工作面的走向方向上距离变短，大大减少了基本点柱占用量，缩短了控顶距，减小了顶板压力，使松软的顶板不易破碎。同时，支护采用金属铰接顶梁和基本点柱，替代了现有的带帽点柱，增大了支撑面积，有效控制了顶板，减小了冒顶事故的几率，降低了开采成本。本专利技术提供的急倾斜煤层采煤方法中，应用于本专利技术中的采煤工作面，采用分段爆破、分段支设临时点柱、分段出煤和分段回柱的方法，实现了对急倾斜软顶薄煤层的开采。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种急倾斜煤层的采煤工作面的平面示意图；图2为图1中的采煤工作面的局部示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种急倾斜煤层的采煤工作面在回柱时矸石冲击线性密集时的状态示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种急倾斜煤层的采煤工作面的线性密集静态承受矸石重力的状态示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种急倾斜煤层的采煤工作面的回柱完成时的状态示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种急倾斜煤层的采煤工作面的回柱过程中的状态示意图。在上述图1-图6中，1为风巷、2为机巷、3为线性密集、4为金属铰接顶梁、5为安全挡板、6为防坠挡板、7为基本点柱、8为临时点柱、9为矸石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种急倾斜煤层的采煤工作面，包括风巷(1)、机巷(2)、支护和密集，其特征在于，所述采煤工作面的倾向为伪倾斜直线布置；所述采煤工作面的推进方向为煤层走向；所述密集为沿所述采煤工作面的倾向自所述风巷(1)至所述机巷(2)呈一条直线排布的线性密集(3)；所述支护包括多排平行于所述采煤工作面的倾向排布的基本点柱(7)以及多组由若干所述基本点柱(7)支撑的金属铰接顶梁组件，每组所述金属铰接顶梁组件的长度方向均为所述采煤工作面的走向，且各组所述金属铰接顶梁组件之间平行布置。

【技术特征摘要】
1.一种急倾斜煤层的采煤工作面，包括风巷(1)、机巷(2)、支护和密集，其特征在于，所述采煤工作面的倾向为伪倾斜直线布置；所述采煤工作面的推进方向为煤层走向；所述密集为沿所述采煤工作面的倾向自所述风巷(1)至所述机巷(2)呈一条直线排布的线性密集(3)；所述支护包括多排平行于所述采煤工作面的倾向排布的基本点柱(7)以及多组由若干所述基本点柱(7)支撑的金属铰接顶梁组件，每组所述金属铰接顶梁组件的长度方向均为所述采煤工作面的走向，且各组所述金属铰接顶梁组件之间平行布置。2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，所述采煤工作面的伪倾角为39°～41°。3.根据权利要求1所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，所述线性密集(3)的柱距为0.2m～0.3m。4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，每组所述金属铰接顶梁组件由两个金属铰接顶梁(4)组成，且每个所述金属铰接顶梁(4)由两个所述基本点柱(7)支撑。5.根据权利要求4所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，所述基本点柱(7)的排距为1.1m～1.3m，所述基本点柱(7)在所述采煤工作面的倾向方向的柱距为0.6m～0.8m。6.根据权利要求1-5任一项所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，还包括水平搭设于所述基本点柱(7)上的安全挡板(5)和防坠挡板(6)，在所述采煤工作面的倾向方向上，所述安全挡板(5)和所述防坠挡板(6)之间相隔8～10个所述基本点柱(7)，所述安全挡板(5)位于所述防坠挡板(6)的上方。7.根据权利要求6所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，还包括搭设于所述基本点柱(7)上的脚踏板(13)，在所述采煤工作面的倾斜方向上，每隔一个柱距搭设一个所述脚踏板(13)。8.根据权利要求6所述的急倾斜煤层的采煤工作面，其特征在于，所述安全挡板(5)和所述防坠...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶益信，张伟林，
申请(专利权)人：四川达竹煤电集团有限责任公司金刚煤矿，
类型：发明
国别省市：四川;51