流态化无人反循环采煤方法技术

本发明专利技术提供流态化无人反循环采煤方法。方法包括以下步骤：步骤S1，在上回风巷中选定工作工位，将钻采一体机安装到工作工位并调试；步骤S2，通过钻采一体机的导孔钻机由上回风巷向下水平巷钻进反采钻孔；步骤S3，将钻采一体机移动至下一个工位；将导孔钻杆整体接入钻采一体机的反采钻机上；在下水平巷中对钻杆端部安装反采刀盘，反采刀盘反循环开采至上回风巷；同时，在导孔钻机上安装钻杆，并在下一工位导孔；步骤S4，卸下反采刀盘并带到下水平巷，然后重复步骤S3，直至完成一个采煤工作面的反采工作；步骤S5，将钻杆和反采刀盘卸下并固定在钻采一体机上再运送至下一个工作面，然后重复上述步骤S1至步骤S4以对煤层进行反循环开采工作。

【技术实现步骤摘要】
流态化无人反循环采煤方法
本专利技术属于煤炭开采
，具体涉及流态化无人反循环采煤方法。
技术介绍
煤炭作为我国最主要的一次能源，我国绝大多数的工业生产都离不开煤炭。随着煤炭资源的高强度开采，东部浅部煤质条件较好的煤炭资源逐渐枯竭，遗留下的煤质条件较差的薄煤层情况仍然很严重，其中开采薄煤层的条件下限制了充填综采设备使用，使得解放薄煤层面临这严峻的挑战。同时，大倾角煤层广泛分布于我国新疆、甘肃、宁夏、山西、贵州、重庆、淮南等众多煤炭生产基地。对于大倾角煤层，一般多用水平分段综采或综放采煤法，此时的含煤地层中分层明显的煤层底板在重力作用下向已成空间的变形速率急剧增大，使得“支架－围岩”系统稳定性大幅下降，工作面生产与安全事故发生的概率倍增。现有的薄煤层的开采工艺还是采用滚筒式采煤机进行破煤，机械化采煤过程中采用的传统滚筒式采煤机采用骑跨刮板输送机，齿轮齿轨啮合的配合方式驱动，容易出现下滑、齿轨及行走轮磨损严重等问题，严重危害井下工人的生产安全以及影响煤矿的生产效率和效益。急倾斜煤层综采工作面还面临着众多突出的技术难题，如矿压显现非对称特征使得围岩控制困难；工作面设备滑、倒及架间挤咬现象加剧；设备前移过程中下滑严重、控制困难；煤层底板滑移导致工作面各装备发生下滑、倾倒等现象；综采工作面片帮冒顶、工作面飞矸等难题。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供流态化无人反循环采煤方法，以至少解决目前采用滚筒式采煤机开采薄煤层时容易出现严重问题而危害井下工人的生产安全以及影响煤矿的生产效率和效益等问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：流态化无人反循环采煤方法，对煤层工作面进行反向采煤，所述反循环采煤方法包括以下步骤：步骤S1，在上回风巷中选定工作工位，将钻采一体机安装到所述工作工位并进行调试，其中，钻采一体机至少具有导孔钻机和反采钻机；步骤S2，导孔钻机提前反采钻机施工，首先将钻杆与钻头连接在所述导孔钻机上，通过所述导孔钻机由上回风巷向下水平巷钻进，以形成反采导孔，所述反采导孔与下水平巷贯通；步骤S3，将所述钻杆从所述导孔钻机上卸下，并将钻采一体机移动至下一个工位；将所述钻杆安装在所述反采钻机上，在下水平巷中对所述钻杆端部安装反采刀盘，开启所述反采钻机，带动所述反采刀盘沿所述反采导孔向上回风巷对煤层进行反循环开采，直至所述反采刀盘反循环开采至所述上回风巷；所述反采钻机反循环开采的同时，在所述导孔钻机上安装钻杆，并在下一工位钻进新的反采钻孔，所述导孔钻机钻孔工作提前所述反采钻机反采工作完成；步骤S4，所述反采钻机在一个工位开采完之后，卸下位于所述上平巷中的反采刀盘并带到所述下水平巷内，同时悬停所述导孔钻机的钻杆，所述反采钻机前移一个工位，将所述悬停的导孔钻机钻杆安装于所述反采钻机上，然后重复步骤S3，直至完成一个采煤工作面的反采工作；步骤S5，将所述钻杆和反采刀盘卸下并固定在所述钻采一体机上再运送至下一个工作面，然后重复上述步骤S1至步骤S4以对煤层进行反向采煤工作。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述导孔钻机与所述反采钻机在所述钻采一体机的前进方向上以预设间距排布；其中，所述导孔钻机位于所述钻采一体机前进方向的前方。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述钻采一体机还包括履带牵引车，所述导孔钻机与所述反采钻机对应设置在履带式牵引车上，所述反采钻机和所述导孔钻机之间可通过定位油缸进行间距调节；所述导孔钻机与所述反采钻机之间的距离为相邻的两个采煤工位中心的距离。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述钻采一体机的安装与调试具体为，接通所述钻采一体机上所有电机的电源，通电并观察电机转向，接通钻机泵车到操作车、钻机之间的进回油管路，在所述钻采一体机上安装机械手和转盘吊；根据煤层倾角和厚度调整所述钻采一体机的方位并锁紧卡轨器，采用上下支撑油缸将钻机固定，在所述钻采一体机上接通冷却水系统。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述反采钻机对应设置有反采机械手臂，所述反采机械手臂用于所述反采钻机回采时连续回收所述钻杆；所述导孔钻机均对应设置有导孔机械手臂，所述导孔机械手臂用于所述导孔钻机钻孔时接续所述钻杆。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述反采钻机与所述导孔钻机使用的钻杆相互通用；优选地，所述反采钻机与所述导孔钻机同时工作，所述反采钻机反采时取下的钻杆，用于所述导孔钻机钻进所述反采导孔。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，在所述步骤S4中，利用卡瓦将所述反采钻机的钻杆抱死并悬停，然后卸下所述钻杆上的所述反采刀盘；并将所述反采刀盘运输至下水平巷；将所述反采钻机对准下一个工位的所述反采导孔，在所述反采钻机上连接所述钻杆，所述钻杆贯穿所述反采导孔，所述钻杆伸入到所述下水平巷中，在所述下水平巷内对所述钻杆的端部安装所述反采刀盘。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述反采刀盘包括刀盘架，所述刀盘架上设置有机械齿与水射流喷头，所述钻杆与所述刀盘架内设置有通水孔，所述通水孔与所述水射流喷头连通，通过所述通水孔向所述水射流喷头提供高压水；所述机械齿在刀盘架带动下转动，以切割煤体；所述水射流喷头向所述刀盘架的径向向外喷出高压水流，以对煤体割缝辅助致裂。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述刀盘架为锥形结构，所述水射流喷头与所述机械齿在所述刀盘架上分多层相互间隔设置；优选地，所述刀盘架的尾部设有冲洗喷嘴，所述冲洗喷嘴沿所述刀盘架轴向倾斜向下射出高压水流，以通过水力冲蚀落煤。如上所述的流态化无人反循环采煤方法，优选地，所述下水平巷中设置有刮板式水力输送槽，反采巷中的煤水混合物落入所述刮板式水力输送槽中而被输送出去。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：流态化无人反循环采煤方法能够适用于大倾角的煤层，采用导孔钻机和反采钻机相互配合，一个进行反循环开采，同时另一个钻取反采导孔，在时间工序上，两个钻机能够同时作业，相互不影响，从而提高了反采的效率。而且反采刀盘采用机械齿与高压水射流喷头相互结合的工作方式，能够大大提高反采刀盘的采煤效率，而且本采煤方法无需人员进入反采巷作业区域，采煤方法安全性好、成本低、可靠性高、自动化程度高且劳动强度低。附图说明图1为专利技术实施例中反循环开采与钻孔并行施工示意图；图2为专利技术实施例中反采钻机进行反循环开采示意图；图3为专利技术实施例中一个采煤工作面施工的流程图；图4为专利技术实施例中反采刀盘结构示意图。图中：1、钻杆；2、刀盘；3、刀盘架；4、通水孔；5、机械齿；6、水射流喷头；7、冲洗喷嘴；8、钻头；10、上回风巷；20、下水平巷；30、钻采一体机。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.流态化无人反循环采煤方法，对煤层工作面进行反向采煤，其特征在于，所述反循环采煤方法包括以下步骤：/n步骤S1，在上回风巷中选定工作工位，将钻采一体机安装到所述工作工位并进行调试，其中，钻采一体机至少具有导孔钻机和反采钻机；/n步骤S2，导孔钻机提前反采钻机施工，首先将钻杆与钻头连接在所述导孔钻机上，通过所述导孔钻机由上回风巷向下水平巷钻进，以形成反采导孔，所述反采导孔与下水平巷贯通；/n步骤S3，将所述钻杆从所述导孔钻机上卸下，并将钻采一体机移动至下一个工位；将所述钻杆安装在所述反采钻机上，在下水平巷中对所述钻杆的端部安装反采刀盘，开启所述反采钻机，带动所述反采刀盘沿所述反采导孔向上回风巷对煤层进行反循环开采，直至所述反采刀盘反循环开采至所述上回风巷；/n所述反采钻机反循环开采的同时，在所述导孔钻机上安装钻杆，并在下一个工位钻进新的反采钻孔，所述导孔钻机钻孔工作提前所述反采钻机反采工作完成；/n步骤S4，所述反采钻机在一个工位开采完之后，卸下位于所述上平巷中的反采刀盘并带到所述下水平巷内，同时悬停所述导孔钻机的钻杆，所述反采钻机前移一个工位，将悬停的所述钻杆安装于所述反采钻机上，然后重复步骤S3，直至完成一个采煤工作面的反采工作；/n步骤S5，将所述钻杆和反采刀盘卸下并固定在所述钻采一体机上再运送至下一个工作面，然后重复上述步骤S1至步骤S4以对煤层进行反向采煤工作。/n...

【技术特征摘要】
1.流态化无人反循环采煤方法，对煤层工作面进行反向采煤，其特征在于，所述反循环采煤方法包括以下步骤：
步骤S1，在上回风巷中选定工作工位，将钻采一体机安装到所述工作工位并进行调试，其中，钻采一体机至少具有导孔钻机和反采钻机；
步骤S2，导孔钻机提前反采钻机施工，首先将钻杆与钻头连接在所述导孔钻机上，通过所述导孔钻机由上回风巷向下水平巷钻进，以形成反采导孔，所述反采导孔与下水平巷贯通；
步骤S3，将所述钻杆从所述导孔钻机上卸下，并将钻采一体机移动至下一个工位；将所述钻杆安装在所述反采钻机上，在下水平巷中对所述钻杆的端部安装反采刀盘，开启所述反采钻机，带动所述反采刀盘沿所述反采导孔向上回风巷对煤层进行反循环开采，直至所述反采刀盘反循环开采至所述上回风巷；
所述反采钻机反循环开采的同时，在所述导孔钻机上安装钻杆，并在下一个工位钻进新的反采钻孔，所述导孔钻机钻孔工作提前所述反采钻机反采工作完成；
步骤S4，所述反采钻机在一个工位开采完之后，卸下位于所述上平巷中的反采刀盘并带到所述下水平巷内，同时悬停所述导孔钻机的钻杆，所述反采钻机前移一个工位，将悬停的所述钻杆安装于所述反采钻机上，然后重复步骤S3，直至完成一个采煤工作面的反采工作；
步骤S5，将所述钻杆和反采刀盘卸下并固定在所述钻采一体机上再运送至下一个工作面，然后重复上述步骤S1至步骤S4以对煤层进行反向采煤工作。


2.根据权利要求1所述的流态化无人反循环采煤方法，其特征在于，所述导孔钻机与所述反采钻机在所述钻采一体机的前进方向上以预设间距排布；
其中，所述导孔钻机位于所述钻采一体机前进方向的前方。


3.根据权利要求2所述的流态化无人反循环采煤方法，其特征在于，所述钻采一体机还包括履带牵引车，所述导孔钻机与所述反采钻机对应设置在履带式牵引车上，
所述反采钻机和所述导孔钻机之间可通过定位油缸进行间距调节；
所述导孔钻机与所述反采钻机之间的距离为相邻的两个采煤工位中心的距离。


4.根据权利要求2所述的流态化无人反循环采煤方法，其特征在于，所述钻采一体机的安装与调试具体为，接通所述钻采一体机上所有电机的电源，通电并观察电机转向，接通钻机泵车到操作车、钻机之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪伟，程敬义，万志军，邢轲轲，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11