一种煤矿首采工作面高产高效生产方法技术

本发明专利技术属于煤矿开采领域，具体涉及一种煤矿首采工作面高产高效生产方法。所述方法首先基于传统首采面布置方式布置综采面，并将综采面轨道平巷与煤层露头之间的煤层设计为配采面，所述配采面根据厚度不同采用螺旋钻采煤机与单体液压支柱配合开采或者参考薄煤层开采工艺采用螺旋钻采煤机间隔开采，并在采用螺旋钻采煤机采煤时同时进行探测，进而确定煤层合适的钻采宽度，形成宽度变化的配采面；整个配采面无需掘进任何巷道，仅需利用综采面的轨道平巷作为工作空间即可，且无需进行钻探，完全不影响综采面的投产时间以及正常生产时的产量与效率。本发明专利技术所采用的方法投入少，在不影响综采面的情况下可以提高煤炭回采率增加经济效益。济效益。济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿首采工作面高产高效生产方法


[0001]本专利技术属于煤矿开采领域，具体涉及一种煤矿首采工作面高产高效生产方法。

技术介绍

[0002]首采工作面一般是指煤矿开采中，一个采区中的第一个开采的工作面，位于所在采区标高最高处，即位于所在采区埋深最浅处。如果这个采区位于第一开采水平，则这个采区内埋深最浅的首采工作面通常靠近煤层露头，即靠近所属煤层发育的最浅处，煤层在靠近露头处一般厚度变化大，受风化影响大。
[0003]目前我国煤矿的开采已基本全部实现了机械化，普遍采用综采采煤工艺，优点是高产高效且安全，缺点是受综采采煤设备及其相关配套设备限制，一套综采设备一般仅适用于开采一定高度范围内的煤层，比如4.0
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5.0m，而若煤层厚度变化大，低于4.0m则需要更换一套综采设备。
[0004]但是很多情况下整个煤层可能仅在靠近煤层露头处的煤厚度变化大，发育形状不规则，单独采购一套综采设备仅仅用于开采这一位置的煤显然是投入大于产出。同时这一位置的煤的范围大小并不足以布置出一个综采工作面。另外，每个采区在首采工作面回采之前都进行了长期的开拓与准备工作，已经投入了大量人力与物力，都希望首采工作面尽快投产，尽快产出大量的煤以实现经济效益。因此实际生产中首采工作面皆布置于煤层发育稳定远离露头一定距离，在首采工作面与露头之间的厚度变化大且不规整的煤层弃之不采。
[0005]但是将首采工作面与露头之间的煤丢弃又非常可惜，后期几乎没有复采的可能。因此，如何在低投入高生产效率的前提下回采这部分煤具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中将首采工作面与露头之间的煤丢弃不采造成的资源浪费问题，本专利技术在布置首采工作面时，将首个综采工作面与煤层露头之间的煤布置成一个不规则的配采工作面，配采工作面采用螺旋钻采煤机开采，可以在低投入的基础上保证高生产效率，具体的，本专利技术的煤矿首采工作面高产高效生产方法，主要包括以下步骤：
[0007]S1，基于所开采的煤层厚度整体情况以及矿井设计产能，选定合适的液压支架、滚筒采煤机和刮板输送机；
[0008]基于选定的液压支架以及滚筒采煤机确定综采面最小采高，在靠近煤层露头一侧，沿走向将煤层厚度基本大于综采面最小采高的位置设计为综采面轨道平巷；基于刮板输送机的长度以及矿井设计产能确定综采面宽度，进而确定运输平巷位置；
[0009]掘进运输平巷与轨道平巷，并基于设计的切眼位置掘进切眼连接运输平巷与轨道平巷；在切眼内布置液压支架，滚筒采煤机和刮板输送机；
[0010]优选的，步骤S1中，在运输平巷内布置可伸缩胶带输送机，所述刮板输送机通过转载机与可伸缩胶带输送机连接。
[0011]S2，将轨道平巷与煤层露头之间的可采煤体设计为配采面，所述配采面的长度与综采面的长度一致；在切眼与轨道平巷相交处布置一个螺旋钻采煤机，所述螺旋钻采煤机出煤处采用转运输送机与综采面的刮板输送机相搭接；
[0012]优选的，步骤S2中，所述可采煤体指的是未受风化，且煤层厚度沿倾向方向与轨道平巷处相比减少不大的煤体。
[0013]优选的，步骤S2中，超前螺旋钻采煤机，在轨道平巷靠近配采面一侧布置硐室用于存放螺旋钻采煤机用螺旋钻杆；所述硐室布置于配采面煤层厚度较薄处。
[0014]S3，综采面采用滚筒采煤机采煤，同时配采面采用螺旋钻采煤机钻采煤。
[0015]优选的，对于配采面，当煤层厚度均匀且厚度较大时，配采面回采进度与综采面回采进度一致，并在配采面采用单体液压支柱与金属铰接顶梁配合进行支护。
[0016]优选的，配采面采用螺旋钻采煤机钻采煤时，基于钻采现象对钻遇区域进行钻探判断，当钻遇大量岩层或者煤层风化区时停止钻进，单体液压支柱的列数根据配采面的开采宽度实时调整。
[0017]优选的，高度方向上自上而下钻采。
[0018]优选的，对于配采面，当煤层厚度较小时，配采面回采进度超前综采面，配采面沿走向间隔钻采煤体，形成钻采空区和支撑煤柱，钻采空区通过支撑煤柱支护。
[0019]优选的，配采面采用螺旋钻采煤机钻采煤时，基于钻采现象对钻遇区域进行钻探判断，当钻遇大量岩层或者煤层风化区时停止钻进。
[0020]优选的，高度方向上自上而下钻采。
[0021]本专利技术的有益技术效果为：本专利技术首先基于传统首采面布置方式布置综采面，并将综采面轨道平巷与煤层露头之间的煤层设计为配采面，所述配采面根据厚度不同采用螺旋钻采煤机与单体液压支柱配合开采或者参考薄煤层开采工艺采用螺旋钻采煤机间隔开采，并在采用螺旋钻采煤机采煤时同时进行探测，进而确定煤层合适的钻采宽度，形成宽度变化的配采面；整个配采面无需掘进任何巷道，仅需利用综采面的轨道平巷作为工作空间即可，且无需进行钻探，完全不影响综采面的投产时间以及正常生产时的产量与效率。本专利技术所采用的方法投入少，在不影响综采面的情况下可以提高煤炭回采率增加经济效益。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例中首采工作面布置示意图(布置单体液压支柱时)；
[0023]图2是图1中局部放大图；
[0024]图3是本专利技术实施例中首采工作面布置示意图(留设支撑煤柱时)；
[0025]图4是图3中局部放大图；
[0026]图中，综采面1；配采面2；运输平巷3；轨道平巷4；液压支架5；刮板输送机6；可伸缩胶带输送机7；转运输送机8；螺旋钻采煤机9；单体液压支柱10；金属铰接顶梁11；钻采空区12；支撑煤柱13；硐室14；采空区15。
具体实施方式
[0027]禹州煤田梁北二井是平煤集团近期计划开采的大型重点矿井之一,根据矿井建设的初步设计方案，拟建矿井年生产能力120万吨/年,梁北二井井田属华北地层区豫西分区
嵩箕小区,属隐伏型，基岩全部被新近系、第四系掩盖。根据地质勘探确定梁北二井共有可采煤层4层，二1煤层基本全区可采，偶见不可采点，四6煤层大部可采，二3、七2煤层局部可采，各可采煤层发育特征见表1。二1、二3煤均为黑色，四6煤为黑褐色，七2煤为灰黑色。二1、二3煤层以粉状为主，次为鳞片状；四6、七2煤以粒状为主，次为块状。煤层受压固结成块状，手指轻压易碎，具挤压和揉搓现象。各煤层的视密度、真密度、孔隙率见表2。
[0028]二1煤层赋存于山西组底部，上距砂锅窑砂岩45～70m，平均60m，二1煤层直接顶板以泥岩、砂质泥岩为主，部分为细、中粒砂岩；底板以泥岩、砂质泥岩为主，偶为细、粉砂岩或炭质泥岩伪底。煤厚0.42～12.50m，平均5.08m；夹矸1～3层，厚0.06～0.64m，夹矸为炭质泥岩。二1煤层结构简单，煤层可采性指数(K)为94.1％，厚度变异系数(γ)为53.4％，属较稳定的厚煤层，基本全区可采。二1煤层埋深350～1215m，赋存标高
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245～
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1100m。二1煤层为4层可采煤层中最厚且埋深最浅的煤层，因此被选为我矿井的首采煤层。
[0029]梁北二井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿首采工作面高产高效生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，基于所开采的煤层厚度整体情况以及矿井设计产能，选定合适的液压支架、滚筒采煤机和刮板输送机；基于选定的液压支架以及滚筒采煤机确定综采面最小采高，在靠近煤层露头一侧，沿走向将煤层厚度基本大于综采面最小采高的位置设计为综采面轨道平巷；基于刮板输送机的长度以及矿井设计产能确定综采面宽度，进而确定运输平巷位置；掘进运输平巷与轨道平巷，并基于设计的切眼位置掘进切眼连接运输平巷与轨道平巷；在切眼内布置液压支架，滚筒采煤机和刮板输送机；S2，将轨道平巷与煤层露头之间的可采煤体设计为配采面，所述配采面的长度与综采面的长度一致；在切眼与轨道平巷相交处布置一个螺旋钻采煤机，所述螺旋钻采煤机出煤处采用转运输送机与综采面的刮板输送机相搭接；S3，综采面采用滚筒采煤机采煤，同时配采面采用螺旋钻采煤机钻采煤；对于配采面，当煤层厚度均匀且厚度较大时，配采面回采进度与综采面回采进度一致，并在配采面采用单体液压支柱与金属铰接顶梁配合进行支护；当煤层厚度较小时，配采面回采进度超前综采面，配采面沿走向间隔钻采煤体，形成钻采空区和支撑煤柱，钻采空区通过支...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝敏，孟明福，薛小奇，赵豪雨，姚清超，彭小亚，
申请(专利权)人：河南平煤神马梁北二井煤业有限公司，
类型：发明
国别省市：