大採高雙綜採工作面回採工藝的製作方法
2023-12-02 22:50:26 1
大採高雙綜採工作面回採工藝的製作方法
【專利摘要】大採高雙綜採工作面回採工藝，包括以下步驟：(1)確認擬開採工作面所在採區的煤層厚度在3.5～7.0m之間，且地質構造簡單、厚度相對穩定、傾角＜12°；(2)垂直採區的大巷布置三條平行的回採巷道，每相鄰的兩條巷道通過開切眼連通組成一個大採高綜採工作面，布置出左大採高綜採工作面和右大採高綜採工作面，其中，所述兩個工作面的錯距通過公式來確定。本發明解決了大採高綜採工作面無法大幅突破1000萬t/a產量的技術難題，同時提供了足夠的安全保證和成本控制。
【專利說明】大採高雙綜採工作面回採工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種回採工藝，尤其是一種大採高雙綜採工作面回採工藝。
【背景技術】
[0002]近5年來，大採高綜採一次採全厚的高度在不斷被刷新，目前大採高綜採工作面一次開採最大厚度已達7.0m。大採高綜採在我國得以大規模發展的主要原因:一是在我國晉、蒙、陝、寧、新等礦區賦存有3.5?7.0m的煤層，而且煤層厚度相對穩定，傾角小，大都屬於近水平煤層，可以布置走向、傾向長度都較長的工作面；二是煤機裝備參數、性能的提高且大部分國產化，為這種採煤方法提供了硬體支持；三是通過科技攻關對大採高綜採的巖層活動規律有了較為深入的認識，支持了開採技術與煤機裝備的有機結合，因此在條件適宜的礦區採用這種採煤方法，取得了很好的效果，湧現出了多個年產千萬噸的大採高綜採工作面。
[0003]大採高綜採工作面的日產量與工作面長度、推進度、採高及回收率等因素有關，具體計算公式如下:
[0004]Qd = Ig.η.B.hc.Y.η
[0005]其中，Qd為工作面日產量,單位為t/d ；lg為工作面長度，單位為m ；n為日進刀數；B為採煤機截深,單位為m ;h。為工作面平均採高，m ； Y為實體煤容重,單位為t/m3 ； η為工作面採出率。
[0006]分析計算公式得知:在地質條件確定的前提下，提高大採高工作面產量可從兩方面入手:①加大工作面長度；②提高工作面的日推進度，即加快採煤機的截割速度。工作面長度受刮板輸送機長度的影響，目前我國刮板輸送機最大長度為400m，因此將工作面長度增加到400m以上有一定困難。目前地質條件好的大採高綜採工作面採煤機正常截割速度已經突破10m/min，所以在速度方面想再突破幾乎成為不可能。事實上，由於這些因素的制約，在達到1000萬t/a後，工作面單產再沒有明顯的提高。
[0007]目前，在煤機裝備和技術水平制約下，還沒有一種能使大採高綜採工作面單產在突破1000萬t/a之後，再一次實現大幅提高的回採工藝。
【發明內容】
[0008]為了解決目前煤機裝備和技術水平的條件下再提高大採高綜採工作面產量的技術難題，本發明提供了一種科學、可靠、可行的大採高雙綜採工作面回採工藝。
[0009]本發明採用的技術方案如下:
[0010]大採高雙綜採工作面回採工藝，包括以下步驟:
[0011](I)確認擬開採工作面所在採區的煤層厚度在3.5?7.0m之間，且地質構造簡單、厚度相對穩定、傾角< 12° ;
[0012](2)垂直所述採區的大巷布置三條平行的回採巷道，每相鄰的所述兩條巷道通過開切眼連通組成一個大採高綜採工作面，布置出左大採高綜採工作面和右大採高綜採工作面，其中，所述兩個工作面的錯距通過下面公式確定:
[0013](pcf/Lc <12
[0014]其中，F。是基本頂初次來壓時超前支承壓力峰值，單位為KN，L。是左右兩個大採高綜採工作面錯距，單位為m，Lx是基本頂初次來壓步距，單位為m ；
[0015](3)所述回採巷道中的中間一條為所述左大採高綜採工作面和所述右大採高綜採工作面共用巷道，作為迴風巷，其餘兩條所述回採巷道為左進風巷和右進風巷；
[0016](4)所述左右兩個大採高綜採工作面均布置有電牽引採煤機一臺，基本液壓支架若干架和端頭支架若干架以及刮板輸送機一臺；
[0017](5)在所述迴風巷內布置一臺破碎機和一條帶式輸送機。
[0018]目前，對於大採高單一綜採工作面而言，基本液壓支架的工作阻力Q通過以下公式計算:
[0019].,。/〔* + 0_5騎如./〔聖 + 0.5咖)^_QB){H^^Ks2_QB){c + Hs{ricc)
Q = Kd--TcTc
VJ
[0020]其中，Kd為動載係數；f為摩擦係數；h、I分別為直接頂巖塊厚度和長度，單位為m ；
H、L分別為基本頂巖塊厚度和長度,單位為m ； α為裂隙傾角，單位為° fd、Qb為基本頂巖塊重量，單位為N ；PH為直接頂巖塊重量，單位為N ；c為支架合力作用點距煤壁的距離，單位為m ;K為採空區矸石剛度，單位為N/m ；Sl為採空區矸石壓縮量。
[0021]在上述大採高雙綜採工作面回採工藝中，由於基本液壓支架承受左右兩個工作面帶來的頂板壓力，其工作阻力明顯大於單一工作面的工作阻力，所述基本液壓支架的工作阻力通過下述公式確定:
[0022]Qsz= I + —(Fc)Z^Q
VLl 'Lr J
[0023]其中，L1是左工作面傾斜長度，單位為m，Lr是右工作面傾斜長度，單位為m。
[0024]在上述大米聞雙綜米工作面回米工藝中，所述右工作面超前所述左工作面開米，所述左工作面的所述基本液壓支架工作阻力按Qsz確定，所述右工作面的所述基本液壓支架工作阻力按Q確定。
[0025]在上述大採高雙綜採工作面回採工藝中，所述基本液壓支架和所述端頭支架均採用二級或三級護幫，所述電牽引採煤機割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板，用二級或三級護幫板支撐煤壁，採煤機通過後收起。
[0026]在上述大採高雙綜採工作面回採工藝中，所述左右工作面移架採取及時移架、帶壓移架的方式。
[0027]在上述大採高雙綜採工作面回採工藝中，所述基本液壓支架和所述端頭支架均採用二級或三級護幫，所述電牽引採煤機割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板，用二級或三級護幫板支撐煤壁，採煤機通過後收起。
[0028]在上述大採高雙綜採工作面回採工藝中，所述迴風巷風量Qai ( 4Sai，單位為m3/s，Sai為迴風巷的平均斷面積，單位為m2。
[0029]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
[0030]①本發明提供的大採高雙綜採工作面回採工藝，由於科學的對左右兩個工作面彼此產生的頂板壓力影響進行了評估，對工作面錯距給出了合理的計算公式，因此，本發明能夠在提高工作面生產效率同時，保證工作面生產的安全。
[0031]②本發明提供的大採高雙綜採工作面回採工藝，由於對左右兩個工作面相互影響下的基本液壓支架工作阻力確定方式進行了深入研究，並給出了科學可靠的確定方法，因此，本發明能夠在提高工作面生產效率和保證生產安全的同時，有效降低生產成本。
[0032]③本發明提供的大採高雙綜採工作面回採工藝，由於僅用三條巷道就布置了兩個工作面，因此，本發明可以減少煤柱損失、降低掘進率，提高採出率。
[0033]④本發明提供的大採高雙綜採工作面回採工藝，由於液壓支架採用了二級或三級護幫，在採煤機割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板等防止煤壁片幫的辦法，因此，本發明能夠有效地防控煤壁片幫冒頂，有效保證工作面生產效率和安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0035]圖1是本發明大採高雙綜採工作面回採工藝布置圖。
[0036]圖中標記為:1-左大米聞綜米工作面，2_右大米聞綜米工作面,3_迴風巷,4_左運輸巷，5-右運輸巷，6-電牽引採煤機，7-基本液壓支架，8-端頭支架，9-刮板輸送機，10-破碎機，11-帶式輸送機。
【具體實施方式】
[0037]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0038]圖1顯示的是本發明大採高雙綜採工作面回採工藝的優選實施例。
[0039]所述大米聞雙綜米工作面回米工藝，包括以下步驟:
[0040](I)確認擬開採工作面所在採區的煤層厚度在3.5?7.0m之間，且地質構造簡單、厚度相對穩定、傾角< 12° ;
[0041 ] (2)垂直所述採區的大巷布置三條平行的回採巷道，每相鄰的所述兩條巷道通過開切眼連通組成一個大採高綜採工作面，布置出左大採高綜採工作面I和右大採高綜採工作面2，其中，所述兩個工作面的錯距通過下面公式確定:
[0042](Fc)lxAc <1.2,
[0043]Fc是基本頂初次來壓時超前支承壓力峰值，Lc是左右兩個大採高綜採工作面錯距，Lx是基本頂初次來壓步距；
[0044](3)所述回採巷道中的中間一條為所述左大採高綜採工作面I和所述右大採高綜採工作面2共用巷道，作為迴風巷3，其餘兩條所述回採巷道為左進風巷4和右進風巷5 ；
[0045](4)所述左右兩個大採高綜採工作面均布置有電牽引採煤機6—臺，基本液壓支架7若干架和端頭支架8若干架以及刮板輸送機9 一臺；
[0046](5)在所述迴風巷3內布置一臺破碎機10和一條帶式輸送機11。
[0047]在本實施例中，通過下述公式確定所述基本液壓支架7的工作阻力:
[0048]Qsz = 1 +
[0049]在本實施例中，所述右工作面超前所述左工作面開採，所述左工作面的所述基本液壓支架7工作阻力按Qsz確定，所述右工作面的所述基本液壓支架7工作阻力按Q確定。
[0050]在本實施例中，所述基本液壓支架7和所述端頭支架8均採用二級或三級護幫，所述電牽引採煤機6割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板，用二級或三級護幫板支撐煤壁,採煤機通過後收起。
[0051]在本實施例中，所述左右工作面移架採取及時移架、帶壓移架的方式。
[0052]在本實施例中，所述基本液壓支架7和所述端頭支架8均採用二級或三級護幫，所述電牽引採煤機6割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板，用二級或三級護幫板支撐煤壁,採煤機通過後收起。
[0053]在本實施例中，所述迴風巷3風量Qai彡4Sai,單位為m3/s, Sai為迴風巷的平均斷面積，單位為m2。
[0054]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。
【權利要求】
1.大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:包括以下步驟: (1)確認擬開採工作面所在採區的煤層厚度在3.5?7.0m之間，且地質構造簡單、厚度相對穩定、傾角<12° ; (2)垂直所述採區的大巷布置三條平行的回採巷道，每相鄰的所述兩條巷道通過開切眼連通組成一個大採高綜採工作面，布置出左大採高綜採工作面(I)和右大採高綜採工作面(2)，其中，所述兩個工作面的錯距通過下面公式確定: (Fc)iX <1.2, F。是基本頂初次來壓時超前支承壓力峰值，L。是左右兩個大採高綜採工作面錯距，Lx是基本頂初次來壓步距； (3)所述回採巷道中的中間一條為所述左大採高綜採工作面(I)和所述右大採高綜採工作面(2)共用巷道，作為迴風巷(3)，其餘兩條所述回採巷道為左進風巷(4)和右進風巷(5)； (4)所述左右兩個大採高綜採工作面均布置有電牽引採煤機(6)—臺，基本液壓支架(7)若干架和端頭支架⑶若干架以及刮板輸送機(9) 一臺； (5)在所述迴風巷(3)內布置一臺破碎機(10)和一條帶式輸送機(11)。
2.根據權利要求1所述的大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:通過下述公式確定所述基本液壓支架(7)的工作阻力:
VLl ' Lr )
3.根據權利要求2所述的大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:所述右工作面超前所述左工作面開採，所述左工作面的所述基本液壓支架(7)工作阻力按Qsz確定，所述右工作面的所述基本液壓支架(7)工作阻力按Q確定。
4.根據權利要求1-3任一所述的大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:所述基本液壓支架(7)和所述端頭支架(8)均採用二級或三級護幫，所述電牽引採煤機(6)割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板，用二級或三級護幫板支撐煤壁，採煤機通過後收起。
5.根據權利要求1-4任一所述的大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:所述左右工作面移架採取及時移架、帶壓移架的方式。
6.根據權利要求1-5任一所述的大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:所述基本液壓支架(7)和所述端頭支架(8)均採用二級或三級護幫，所述電牽引採煤機(6)割煤後及時擦頂移架並立即打開護幫板，用二級或三級護幫板支撐煤壁，採煤機通過後收起。
7.根據權利要求1-6任一所述的大採高雙綜採工作面回採工藝，其特徵在於:所述迴風巷⑶風量Qai ( 4Sai,單位為m3/s, Sai為迴風巷的平均斷面積,單位為m2。
【文檔編號】E21C41/16GK104234715SQ201410336838
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】於雷, 劉全明, 閆少宏, 劉亞軍, 宋超, 謝偉, 錢芳, 張敏 申請人:天地科技股份有限公司