一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，盘区内每个无人工作面内巷道包括一条平巷和一个开切眼，平巷一端与开切眼垂直相连，开切眼被平巷分割为左右对称两部分，形成T型巷道，平巷另一端分别与盘区运输大巷、盘区回风大巷相连。本发明专利技术的T型巷道布局适用于近水平煤层、低瓦斯矿井的智能化无人工作面开采，简化了无人工作面巷道布置系统、运输系统和通风系统等，尤其是机轨合一大跨度平巷，集传统U形巷道的区段运输平巷和区段回风平巷功能于一体，大幅减少区段巷道掘进及维护工程量，提高了无人工作面安全性和管理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局
本专利技术涉及矿业工程领域，尤其涉及一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局。
技术介绍
近年来，随着我国综合机械化采煤技术装备水平不断提高，无人工作面已成为我国煤炭开采的重要发展方向和趋势。无人工作面的特点在于：将工人从操作工变成巡视工，由设备的自动化替代人工劳动，降低工人的劳动强度；将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的区段平巷监控中心，在监控中心对设备进行远程操控，提高工人工作的安全系数。但先进的无人工作面回采系统仍采用传统的巷道布置方式和回采方法，其特点如下：每个工作面的巷道布置均由区段运输平巷、区段回风平巷和采场组成，即U型巷道布置方式；工作面的新鲜风流由区段运输平巷进入采场，通过采场后形成的污风由区段回风平巷排入主要回风巷道；采场设备和辅助材料由区段运输平巷或区段回风平巷运入，采场的煤炭经区段运输平巷运至主要运输通道。由此可见，通风系统、运输系统、回采系统等线路布置较为复杂、分散，不便于集中管理，这种传统回采模式会导致智能化、自动化、无人化的工作面不能完全甚至难以发挥其优势，严重制约大型矿井安全高效开采技术的进一步发展，无法实现煤炭无人化安全高效开采的目标，创新适应无人工作面的开采新模式已具有刻不容缓的必要性和紧迫性。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种解决上述问题的适于智能化无人工作面的T型巷道布局，可大幅减少区段巷道掘进及维护工程量，提高无人工作面的安全性和管理效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，盘区煤层划分为多个无人工作面，每个无人工作面的巷道包括一条平巷和一个开切眼；平巷位于无人工作面的一条中轴线上，平行于无人工作面长边且与两长边距离相等；开切眼平行于无人工作面一侧短边且与短边长度相等，平巷将开切眼分为左右对称的两部分；平巷一端与开切眼垂直相连，呈T型布置，平巷另一端分别与盘区运输大巷、盘区回风大巷相连；每个无人工作面巷道布置方式相同，从而形成盘区内无人工作面的巷道布置系统。其中，所述平巷为机轨合一大跨度巷道，平巷长度1000~3000m，平巷断面为宽度5~7m、高度2.8~3.5m的矩形，平巷底板并排铺设有轨道和无轨胶轮车通道，矿用设备列车在轨道上运行，平巷顶板吊装悬吊式智能自动伸缩皮带输送机。机轨合一大跨度平巷内空间利用合理，设备布置紧凑有序，满足采场通风、运输等要求。所述开切眼两部分长度均为150~200m，开切眼断面为宽度6~9m、高度3.2~4.5m的矩形；所述开切眼内设备布置为：从开切眼左右两部分端头向T型交叉口依次布置1台智能自移式端头带侧护板支架、2台智能自移式端头无侧护板支架、60~100台智能自移式支撑掩护式支架，且在T型交叉口布置3台智能自移式端头无侧护板支架，形成开切眼的支撑体系；开切眼支撑体系下内侧空间安装1台智能化采煤机，采煤机下方靠近煤壁、自开切眼左右两部分端头向T型交叉口分别布设1台刮板输送机，刮板输送机对接巷道T型交叉口的转载机输送槽一端，其另一端与平巷内的悬吊式智能自动伸缩皮带输送机连接。在平巷侧帮上部沿平巷方向安装风筒，风筒内端至T型交叉口处向开切眼左右部分分别沿伸至两端头，两端头分别安装1台压入式局扇，平巷内风筒外端连通至盘区回风大巷，且在端头安装1台抽出式局扇，构成无人工作面通风系统。本专利技术进一步改进技术方案是，平巷内无轨胶轮车通道的侧帮煤壁每隔60m布设一个硐室，方便无轨胶轮车调车使用。本专利技术更进一步改进技术方案是，盘区运输大巷与盘区回风大巷平行，两者与大跨度平巷垂直相交，盘区运输大巷与盘区回风大巷之间的平巷内设有两个风门，防止盘区运输大巷输入的新鲜空气直接回到盘区回风大巷中。本专利技术更进一步改进技术方案是，所述开切眼内风筒是柔性可伸缩帆布风筒，其末端与压入式局扇连接。柔性风筒能够适应开切眼内液压支架前后错位移动，满足无人工作面设备要求。本专利技术更进一步改进技术方案是，所述平巷内风筒是由每段10m的刚性玻璃钢风筒连接而成。在无人工作面回采过程中，每向前推进一定距离，布置在平巷内的玻璃钢风筒需定期逐节拆除，并及时与对应的可伸缩帆布风筒对接，以保持采场通风安全的需要。本专利技术更进一步改进技术方案是，所述柔性可伸缩帆布风筒内安装有风压表和预警器，适时监测控制风筒内风压状况，避免柔性通风管路内负风压过大而闭合堵塞，造成抽出式局扇损坏。本专利技术更进一步改进技术方案是，开切眼的左右两部分同时掘进，分两次成巷，初次掘进断面为宽5m、高3.2~4.5m的矩形，二次向内侧帮煤壁扩刷1~4m，形成断面宽度为6~9m、高度3.2~4.5m的矩形。本专利技术更进一步改进技术方案是，所述大跨度平巷顶板的支护采用三高锚杆+大跨度简式桁架锚索+金属网+钢带，两帮支护采用三高锚杆+金属网；开切眼的顶板支护采用三高锚杆+大跨度双简式桁架锚索+金属网+钢带，开切眼的外侧帮部支护采用三高锚杆+金属网，开切眼的内侧帮部采用玻璃钢锚杆+尼龙网。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术提供了一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，简化了无人工作面的巷道布置系统、运输系统和通风系统，仅掘进了一条大跨度平巷，显著减少巷道掘进和维护工程量，降低了巷道掘进设备、围岩支护及工资费用等。大跨度平巷集传统U型巷道系统内的区段运输平巷和区段回风平巷功能于一体，具有设备运输、材料运输、煤炭运输、通风等功能，充分利用巷道空间，便于设备维护和集中管理。2、本专利技术的一种适用于智能化无人工作面的T型巷道通风采用混合并联通风方式，充分发挥压入式通风有效射程大和抽出式通风不污染巷道的优点。新鲜风流从平巷进入开切眼至其两端头，采场污浊空气从其两端头压入式局扇吸入风筒，避免了瓦斯等有毒有害气体在工作面端头集聚，保障了工作面环境都处于新鲜风流中，安全性大幅度提高。3、一个盘区布置有数个无人工作面，数个无人工作面共用一条盘区运输大巷和一条盘区回风大巷。盘区内多个无人工作面的T型巷道可以同时掘进，无人工作面可以同时开采，相互之间不受影响，解决了传统相邻U型工作面的区段巷道掘进相互影响、工作面不能同时开采或顺序开采的难题。4、本专利技术能将每个无人工作面的传统U巷道的单个300~400m的超长开切眼，变为两个150~200m的开切眼，工作面通风阻力变小，煤炭运输距离缩短，效率提高。附图说明图1为盘区内多个无人工作面巷道布置示意图；图2是本专利技术智能化无人工作面的T型巷道布局及设备布置图；图3是图2的A-A剖面图；图4是图2的B-B剖面图。附图标记说明：1、平巷；2、开切眼；2a、开切眼左部分；2b、开切眼右部分；3a、智能自移式端头带侧护板支架；3b、智能自移式端头无侧护板支架；3c、智能自移式支撑掩护式支架；4、智能化采煤机；5、刮板输送机；6、主皮带输送机；7、转载机；8、智能自动伸缩皮带输送机；9、矿用设备列车；10、轨道；11、无轨胶轮车通道；12、调车硐室；13、电缆；14、玻璃钢风筒；15、可伸缩帆布风筒；16、压入式局扇；17、抽出式局扇；18、新鲜风流；19、污风风流；20、风门；21、盘区运输大巷；22、盘区回风大巷。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明：如图1~4所示，盘区煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，盘区煤层划分为多个无人工作面，其特征在于：每个无人工作面的巷道包括一条平巷（1）和一个开切眼（2），平巷（1）位于无人工作面的一条中轴线上，平行于无人工作面长边且与两长边距离相等，开切眼（2）平行于无人工作面一侧短边且与短边长度相等，平巷（1）将开切眼（2）分为左右对称的两部分（2a、2b），并与开切眼（2）垂直相连，呈T型布置；平巷（1）另一端分别与盘区运输大巷（21）、盘区回风大巷（22）相连，每个无人工作面巷道布置方式相同，从而形成盘区内无人工作面的巷道布置系统。

【技术特征摘要】
1.一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，盘区煤层划分为多个无人工作面，其特征在于：每个无人工作面的巷道包括一条平巷（1）和一个开切眼（2），平巷（1）位于无人工作面的一条中轴线上，平行于无人工作面长边且与两长边距离相等，开切眼（2）平行于无人工作面一侧短边且与短边长度相等，平巷（1）将开切眼（2）分为左右对称的两部分（2a、2b），并与开切眼（2）垂直相连，呈T型布置；平巷（1）另一端分别与盘区运输大巷（21）、盘区回风大巷（22）相连，每个无人工作面巷道布置方式相同，从而形成盘区内无人工作面的巷道布置系统。2.根据权利要求1所述的一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，其特征在于：所述平巷（1）为机轨合一大跨度巷道，平巷（1）长度1000~3000m，平巷（1）断面为宽度5~7m、高度2.8~3.5m的矩形，平巷（1）底板并排铺设有轨道（10）和无轨胶轮车通道（11），矿用设备列车（9）在轨道（10）上运行，平巷顶板吊装悬吊式智能自动伸缩皮带输送机（8）。3.根据权利要求1所述的一种适用于智能化无人工作面的T型巷道布局，其特征在于：所述开切眼（2）两部分长度均为150~200m，开切眼（2）断面为宽度6~9m、高度3.2~4.5m的矩形；所述开切眼（2）内设备布置为：从开切眼左右两部分（2a、2b）端头向T型交叉口依次布置1台智能自移式端头带侧护板支架（3a）、2台智能自移式端头无侧护板支架（3b）、60~100台智能自移式支撑掩护式支架（3c），且在T型交叉口布置3台智能自移式端头无侧护板支架（3b），形成开切眼的支撑体系；开切眼（2）支撑体系下内侧空间安装1台智能化采煤机（4），采煤机下方靠近煤壁、自开切眼左右两部分（2a、2b）端头向T型交叉口分别布设1台刮板输送机（5），刮板输送机（5）对接巷道T型交叉口的转载机（7）输送槽一端，其另一端与平巷（1）内的悬吊式智能自动伸缩皮带输送机（8）连接。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：武精科，董云，张继华，陈家瑞，彭宁波，程永振，尹得余，刘畅，张国瀛，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32