一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法技术

本发明专利技术涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法。所述提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法包括如下步骤：步骤1：在实体煤上开切眼，得到综放工作面，在所述综放工作面内布置钻孔设备和综采设备；步骤2：利用所述钻孔设备在所述综放工作面的顶煤中钻设多个不同深度的炮孔；步骤3：向所述炮孔内装入炸药，引爆所述炸药，以对所述顶煤进行爆破；步骤4：重复进行所述步骤2和步骤3，直至顶煤完全垮落。本发明专利技术所述提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，采用深炮孔和浅炮孔循环爆破技术，爆破后破坏了顶煤的完整性，使得顶煤彻底垮落，大幅提高了初采期间顶煤的回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法
本专利技术涉及煤矿开采
，尤其涉及一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法。
技术介绍
特厚煤层是指煤层厚度大于8.0m的煤层。综采放顶煤是厚煤层煤炭开采技术之一，其实质就是在厚煤层中，沿煤层(或分段)底部布置一个采高2～3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后部放出，并经由后部的刮板输送机运出工作面。综采放顶煤开采技术将原来厚煤层需分层采出的煤炭一次性开采出来，具有产量高、成本低、投入产出效果好、适应性强等特点，因此综采放顶煤技术在我国得到了迅速发展，但是综放技术中顶煤回收率问题是制约综放开采技术发展的重要因素。顶煤回收率的问题是目前迫切值得关注的问题，特别是在特厚煤层综放工作面初采期间，为了防止工作面顶板煤岩体由于悬顶面积大而出现突然性的大面积的垮落，而对工作面的人员、设备产生巨大的伤害事故，一般在开始初采到采至30～40m的深度范围内不进行放煤工作，只进行采煤工作，一般状况下采煤高度在2～4m之间，当煤层厚度大时，初采期间不进行放煤导致煤体损失量巨大。目前，针对综放工作面初采期间煤炭回收率低的问题，采用注水软化的方式，但注水软化同煤岩体的裂隙发育程度具有很大的关系，当煤岩体中裂隙发育程度低时，注水效果差，从而煤炭回收率提高的并不明显。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术旨在提供一种专门提高特厚煤层综放工作面初采期间的煤炭回收率的方法，以解决如何提高特厚煤层综放工作面初采煤炭的回收率的技术问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其包括如下步骤：步骤1：在实体煤上开切眼，得到综放工作面，在所述综放工作面内布置钻孔设备和综采设备；步骤2：利用所述钻孔设备在所述综放工作面的顶煤中钻设多个不同深度的炮孔；步骤3：向所述炮孔内装入炸药，引爆所述炸药，对所述顶煤进行爆破；步骤4：重复进行所述步骤2和步骤3，直至顶煤完全垮落。进一步地，每相邻的两个所述炮孔的深度不同。进一步地，多个所述炮孔沿所述综放工作面的轴向排列成一排。进一步地，所述钻孔设备包括锚杆钻机和设于所述锚杆钻机上的合金钢钻头。优选的，所述合金钢钻头的外径为42mm。炮孔采用锚杆钻机配套φ42mm合金钢钻头进行炮孔的施工，比起利用传统的链条式钻机施工，更加安全、快速和高效。进一步地，向所述炮孔内装入炸药的方式包括如下步骤：用黄土封堵装药主管的第一端；从所述装药主管的第二端依次向所述装药主管内部装入炸药和爆破引药，并用黄土封堵所述装药主管的第二端；将填充所述黄土和炸药后的装药主管自所述炮孔的炮孔口穿入所述炮孔内，并使所述装药主管直达所述炮孔的顶部；用黄土封堵所述炮孔口。进一步地，在向所述装药主管内部装入爆破引药时，首先在所述装药主管内设置电雷管，并将所述电雷管的脚线连接炮线。进一步地，使所述装药主管直达所述炮孔的顶部的方式为：将辅助管的顶端与所述装药主管的底端对接，通过上推所述辅助管将所述装药主管推至所述炮孔的顶部。进一步地，所述装药主管与辅助管均为PVC管。进一步地，首次钻设的炮孔的轴向与顶煤水平方向的夹角为70°～75°，(即炮孔朝向采空区70°～75°)，后续钻设的炮孔的轴向与所述顶煤的水平方向垂直。将首次钻设的炮孔的轴向与顶煤水平方向的夹角为70°～75°，有利于扩大初采期间顶煤的爆破预裂范围。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：本专利技术所述提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，采用炮孔爆破技术，爆破后破坏了顶煤的完整性，使得顶煤彻底垮落，大幅提高了顶煤的回收率。本专利技术相邻两个所述炮孔的深度不同，即深炮孔与浅炮孔相间设置，对深炮孔和浅炮孔循环爆破，使得顶煤不同部位的顶煤得到均匀爆破，从而进一步提高了顶煤垮落的效率，提高了顶煤的回收效率。附图说明图1为本专利技术实施例所述炮孔和综采设备的结构示意图；图2为图1的仰视图；图3为本专利技术实施例所述装药主管装药的结构示意图；其中，1、综放工作面；2、顶煤；3、炮孔；4、装药主管；5、装药主管的第一端；6、装药主管的第二端；7、炸药；8、爆破引药；9、黄土；10、炮孔口；11、电雷管；12、炮线；14、液压支架；15、采煤机；16、顶煤输送机；17、端头支架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1～图3所示，本实施例提供了一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其包括如下步骤：步骤1：在实体煤上开切眼，得到综放工作面1，在综放工作面1内布置钻孔设备和综采设备；步骤2：利用钻孔设备在综放工作面1的顶煤2中钻设多个不同深度的炮孔3；步骤3：向炮孔3内装入炸药，引爆炸药，对顶煤2进行爆破；步骤4：重复进行步骤2和步骤3，直至顶煤完全垮落。其中，参见图2，多个炮孔3沿综放工作面1的轴向排列成一排，且每相邻的两个炮孔3的深度不同。其中，钻孔设备包括锚杆钻机和设于锚杆钻机上的合金钢钻头(图中未示出)。优选的，合金钢钻头的外径为42mm。炮孔3采用锚杆钻机配套φ42mm合金钢钻头进行炮孔3的施工，比起利用传统的链条式钻机施工，更加安全、快速和高效。其中，向炮孔3内装入炸药7的方式包括如下步骤：用黄土9封堵装药主管4的第一端5；从装药主管4的第二端6，依次向装药主管4内部装入炸药7和爆破引药8，并用黄土9封堵装药主管4的第二端6；将填充黄土9和炸药7后的装药主管4自炮孔3的炮孔口10穿入炮孔3内，并使装药主管4直达炮孔3的顶部；用黄土9封堵炮孔口10。进一步地，在向装药主管4内部装入爆破引药8时，首先在装药主管4内设置电雷管11，并将电雷管11的脚线连接炮线12。进一步地，使所述装药主管4直达炮孔3的顶部的方式为：将辅助管的顶端与装药主管4的底端对接，通过上推辅助管将装药主管4推至炮孔3的顶部。本实施例中，装药主管4与辅助管均为PVC管；本实施例的综采设备包括设于综放工作面1内的液压支架14、采煤机15、顶煤输送机16以及位于超前工作面内的端头支架17，各设备之间的连接和配合方式采用本领域的常规设置方式。参见图1，本实施例首次钻设的炮孔3的轴向与顶煤2水平方向的夹角为70°，(即炮孔3朝向采空区70°本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在实体煤上开切眼，得到综放工作面，在所述综放工作面内布置钻孔设备和综采设备；步骤2：利用所述钻孔设备在所述综放工作面的顶煤中钻设多个不同深度的炮孔；步骤3：向所述炮孔内装入炸药，引爆所述炸药，对所述顶煤进行爆破；步骤4：重复进行所述步骤2和步骤3，直至顶煤完全垮落。

【技术特征摘要】
1.一种提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在实体煤上开切眼，得到综放工作面，在所述综放工作面内布置钻孔设备和综采设备；步骤2：利用所述钻孔设备在所述综放工作面的顶煤中钻设多个不同深度的炮孔；步骤3：向所述炮孔内装入炸药，引爆所述炸药，对所述顶煤进行爆破；步骤4：重复进行所述步骤2和步骤3，直至顶煤完全垮落。2.根据权利要求1所述的提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其特征在于，每相邻的两个所述炮孔的深度不同。3.根据权利要求2所述的提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其特征在于，多个所述炮孔沿所述综放工作面的轴向排列成一排。4.根据权利要求1所述的提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其特征在于，所述钻孔设备包括锚杆钻机和设于所述锚杆钻机上的合金钢钻头。5.根据权利要求1所述的提高特厚煤层综放工作面初采煤炭回收率的方法，其特征在于，向所述炮孔内装入炸药的方式包括如下步骤：用黄土封堵装药主管的第一端；从所述装药主管的第二端依...

【专利技术属性】
技术研发人员：边俊奇，何福胜，马会忠，兰晓江，边小峰，卫立刚，陈志平，马腾，王宗贵，
申请(专利权)人：山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，
类型：发明
国别省市：山西,14