厚煤层沿稳定层布巷的双向凹字型采煤方法 技术领域 本发明涉及一种厚煤层采煤方法， 具体是一种松软破碎厚煤层沿稳定层布巷的双 向凹字型采煤方法。
背景技术 现有的厚煤层开采方法为分层开采、 放顶煤开采和大采高综采三种。分层开采在 20 世纪 80 年代前应用较为广泛， 但由于其巷道掘进量大， 工效低， 生产成本高和下分层开 采受巷道掘进困难、 采空区积水、 瓦斯和煤自然发火等严重影响， 已较少应用。大采高综采 和放顶煤开采是厚煤层开采的主要方法。在现行的大采高综采与放顶煤开采中， 回采工作 面的上下顺槽和开切眼等巷道沿煤层底板布置， 这种布置存在的明显缺陷是 ： 当底部煤层 松软破碎时， 巷道掘进和支护非常困难 ； 随着煤层厚度的增大， 要求留设的区段煤柱宽度增 加。另外， 当上下顺槽沿煤层底板布置时， 不利于工作面特别是其上隅角瓦斯的排放。
针对上述问题， 现有技术采用超前注浆、 超前管棚和超前锚杆控制掘进迎头顶板 冒漏， 但严重影响巷道掘进速度， 并且对巷道围岩稳定性的控制效果不佳。
发明内容 基于上述现有技术的不足， 本发明公开一种厚煤层沿稳定层布巷的双向 “凹” 字型 采煤方法， 以克服厚煤层大采高综采和放顶煤开采沿煤层底板布置巷道在巷道掘进和支护 上的困难， 减小区段煤柱损失， 有利于工作面特别是其上隅角瓦斯排放。
为了实现上述目的， 本发明所采取的技术方案是一种厚煤层沿稳定层布巷的双向 “凹” 字型采煤方法， 该方法包括巷道布置和回采工艺。其特征在于 ：
A、 矿井主要巷道， 包括开拓巷道、 准备巷道和回采巷道均沿煤层稳定层布置， 以实 现巷道掘进与支护的稳定性。
B、 回采工作面形成双向 “凹” 字型布置。在工作面长度方向， 上下顺槽及工作面两 端头位于稳定层中， 工作面中部沿煤层底板布置， 用变坡道连接工作面长度方向上下三段， 形成工作面长度方向上的 “凹” 字型布置 ； 在工作面推进方向， 开切眼与停采线处的设备回 撤通道位于稳定层中， 工作面中间回采区段沿煤层底板布置， 以 θ ＝ 15°变坡角连接工作 面推进方向的上下三段， 形成工作面推进方向上的 “凹” 字型布置。
C、 在工作面长度方向和推进方向均形成三段式回采工艺， 即在工作面长度方向， 工作面两端头沿稳定层回采， 工作面中部沿煤层底板回采， 采用变坡回采段连接工作面长 度方向上下三段。在工作面推进方向， 在初采区段， 工作面 ( 两端头除外 ) 从稳定层开始 下切回采， 直至煤层底板， 工作面下切角度 θ ＝ 15° ； 在中间回采区段， 工作面 ( 两端头除 外 ) 沿煤层底板回采 ； 在末采区段， 工作面 ( 两端头除外 ) 从煤层底板上爬回采， 直至稳定 层， 工作面上爬角度 θ ＝ 15°。
D、 当进风巷道与回风巷道交叉时， 回风巷道破顶板在运输巷之上立体交叉。
本发明所述的稳定层是指厚煤层中抗压强度大， 裂隙不发育或夹矸厚度较大的层
位； 所述的变坡道在工作面起坡段设计为每节溜槽抬高 3°， 共用五节溜槽抬高至 15°， 然 后保持与底板 15°铺设 N 节溜槽， 随后再铺设 5 节回落顺槽， 每节回落 3°， 回落至与煤层 底板平行。设煤层底板至顺槽底板的高度为 H， 每节溜槽长为 A， 则N为：
与现有技术相比， 本发明的优点体现在 ：
1、 与现有的矿井巷道沿煤层底板布置相比， 本发明厚煤层沿稳定层布巷的双向 “凹” 字型采煤方法的实现， 有利于矿井巷道的掘进与支护。矿井巷道布置在煤层的稳定层， 使巷道顶板是完整的煤层或矸石， 在掘进的过程中不会出现巷道顶板冒漏， 能够加快掘进 速度， 而且因巷道所处层位稳定， 对巷道支护要求较低。
2、 与现有的沿底布置巷道进行回采的采煤法相比， 本发明厚煤层沿稳定层布巷的 双向 “凹” 字型采煤方法， 由于巷道顶板稳定和工作面上下端头采高低， 有利于实现小煤柱 或无煤柱护巷， 最大程度地减小了区段煤柱的损失， 提高了矿井的回采率。
3、 与现有的沿底布置巷道进行回采的采煤法相比， 本发明厚煤层沿稳定层布巷的 双向 “凹” 字型采煤方法， 在工作面长度方向和推进方向上， 均形成下切、 变平和上爬的三段 式 “凹” 字型回采工艺， 工作面上下顺槽和设备回撤通道比工作面中间回采段层位高， 有利
于工作面特别是其上隅角内的瓦斯排放。 附图说明 图 1 是本发明放顶煤工作面开采方法系统示意图 ；
图 2 是本发明图 1 的 I-I 剖面图 ；
图 3 是本发明图 1 的 II-II 剖面图。
图中 ： 1： 采区回风巷 ； 2： 采区进风巷 ； 3： 运输顺槽 ； 4： 回风顺槽 ； 5： 开切眼 ； 6： 初 采停止线 ； 7： 中间回采停止线 ； 8： 设备回撤通道 ； 9： 稳定层 ； 10 ： 煤层底板 ； 11 ： 变坡道 I ； 12 ： 变坡道 II ； A： 初采区段 ； B： 中间回采区段 ； C： 末采区段 ； D1 ： 变坡回采段 I ； D2 ： 变坡回 采段 II ； E： 沿底回采段
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式 ：
如图 1、 2 和 3 所述， 本发明厚煤层沿稳定层布巷的双向 “凹” 字型放顶煤工作面开 采方法系统示意图。厚煤层沿稳定层布巷的双向 “凹” 字型放顶煤工作面开采系统的巷道 布置和回采工艺如下 ：
1、 沿厚煤层稳定层掘进采区进风巷 2、 采区回风巷 1、 运输顺槽 3、 回风顺槽 4、 开切 眼 5， 使这些巷道的顶板为稳定层， 采区进风巷 2 与回风顺槽 4 交叉时， 回风顺槽 4 破顶板与 采区进风巷 2 之上立体交叉， 形成工作面生产系统。
2、 回采工作面形成双向 “凹” 字型布置。在工作面长度方向， 运输顺槽 3、 回风顺槽 4 及工作面两端头位于稳定层 9， 工作面中间沿煤层底板 10 布置， 用变坡道 I 11 和变坡道 II 12 连接工作面长度方向上下三段， 形成工作面长度方向上的 “凹” 字型 ( 图 3 中虚线所示 ) 布置 ； 在工作面推进方向， 开切眼 5 与停采线处的设备回撤通道 8 位于稳定层 9 中， 工 作面中间回采区段 B 沿煤层底板 10 布置， 以 θ ＝ 15°变坡角连接工作面推进方向的上下 三段， 形成工作面推进方向上的 “凹” 字型 ( 图 2 虚线所示 ) 布置。
3、 在工作面长度方向和推进方向均形成三段式回采工艺。在工作面长度方向， 在 变坡回采段 I D1， 或变坡回采段 II D2， 工作面从一侧端头开始沿煤层稳定层 9 回采， 下切 沿变坡道 I 11， 或变坡道 II 12 回采， 直至煤层底板 10 ； 在沿底回采段 E， 工作面沿煤层底 板 10 回采 ； 在变坡回采段 II D2， 或变坡回采段 I D1， 工作面上爬沿变坡道 II 12， 或变坡道 I 11 回采， 直至煤层稳定层 9 ； 在工作面长度方向上形成下切、 变平、 上爬的三段式回采工 艺。在工作面推进方向， 在初采区段 A， 工作面 ( 两端头除外 ) 从稳定层开始下切回采 ( 下 切角度为 θ ＝ 15° )， 直至初采停止线 6， 此时工作面沿煤层底板布置 10 ； 在中间回采区段 B， 工作面 ( 两端头除外 ) 沿煤层底板回采， 直至中间回采停止线 7 ； 在末采区段 C， 工作面 ( 两端头除外 ) 上爬回采 ( 上爬角度为 θ ＝ 15° )， 直至设备回撤通道 8 ； 在工作面推进方 向上也形成下切、 变平、 上爬的三段式回采工艺。
4、 变坡道 I 11 和变坡道 II 12 是在工作面起坡段设计为每节溜槽抬高 3°， 由五 节溜槽抬高至 15°， 然后保持与底板 15°铺设 N 节溜槽， 随后再铺设 5 节回落顺槽， 每节回 落 3°， 回落至与煤层底板 10 平行。
其设煤层底板至顺槽底板的高度为 H， 每节溜槽长为 A， 则N为：
在上述实施例的基础上， 本发明提供的厚煤层沿稳定层布巷的双向 “凹” 字型采煤 方法也适用于大采高综采。