一种用于控制地表变形的快速采煤方法.pdf

一种用于控制地表变形的快速采煤方法，包括步骤：(a)在预采工作面内挖掘出工作面运输巷和工作面回风巷；(b)挖掘回采支巷；(c)布置采煤设备，转载设备，转运设备，运输设备和支护设备；(d)在回采支巷左右两侧依次挖掘若干个采硐，并通过转载设备，转运设备，运输设备，将所采出的煤体运输至矿井运输大巷；(e)待回采支巷开采完成后，按预定间距挖掘下一个回采支巷，重复步骤(c)和(d)；(f)待上一个回采支巷开采完成后，继续按预定间距挖掘下一个回采支巷，重复步骤(c)和(d)；(g)重复步骤(f)。本发明能够有效控制地表变形，保证井下地面安全，同时可以提高开采效率，有效地降低开采成本。

1.  一种用于控制地表变形的快速采煤方法，包括如下步骤：
(a)在预采工作面内掘出工作面运输巷(1)和工作面回风巷(2)，所述工作面运输巷(1)开口于矿井运输大巷(5)，止于预定第一条回采支巷(3)位置，所述工作面回风巷(2)开口于矿井回风大巷(6)，止于预定第一条所述回采支巷(3)位置；
(b)掘出第一条所述回采支巷(3)，贯通所述工作面运输巷(1)和所述工作面回风巷(2)；
(c)在所述回采支巷(3)内和所述工作面运输巷(1)内布置采煤设备(8)，转载设备(9)，转运设备，运输设备(11)和支护设备(12)；
(d)操作所述采煤设备(8)，在所述第一条回采支巷(3)左右两侧依次掘进若干个采硐(4)，相邻两个所述采硐(4)间留设有煤柱，所采出的煤炭通过所述转载设备(9)，所述运输设备(10)和所述运输设备(11)，运输至所述矿井运输大巷(5)；
(e)待所述回采支巷(3)开采完成后，按预定间距掘出下一个所述回采支巷(3)，重复步骤(c)和(d)；
(f)待上一个所述回采支巷(3)开采完成后，继续按预定间距掘进下一个所述回采支巷(3)，重复步骤(c)和(d)；
(g)重复步骤(f)，直至整个预采工作面全部开采完毕。

2.  根据权利要求1所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：完成步骤(d)时，同时按预定间距进行下一个所述回采支巷(3)的掘进，并始终保持上一个所述回采支巷(3)内所述采硐(4)的掘进与下一个所述回采支巷(3)的掘进同时进行。

3.  根据权利要求1所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：完成步骤(d)时，同时按预定间距进行下下一个所述回采支巷(3)的掘进，并始终保持上一个所述回采支巷(3)内所述采硐(4)的掘进与下 下一个所述回采支巷(3)的掘进同时进行。

4.  根据权利要求1-3任一所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：所述采煤设备(8)，所述转载设备(9)，所述运输设备(10)和所述支护设备(12)均布置于所述回采支巷(3)内，所述运输设备(11)布置于所述工作面运输巷(1)内，所述采煤设备(8)，所述转载设备(9)，所述运输设备(10)和所述运输设备(11)依次连接布置。

5.  根据权利要求1-3任一所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：所述转运设备为运煤车(13)，所述采煤设备(8)布置于所述回采支巷(3)内，所述转载设备(9)和所述运输设备(11)布置于所述工作面运输巷(1)内，并连接，所述运煤车(13)将所述采煤设备(8)采出的煤体运送至所述转载设备(9)。

6.  根据权利要求1-5任一所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：所述回采支巷(3)与所述工作面运输巷(1)所夹锐角为60°-75°，所述采硐(4)与所在的所述回采支巷(3)所夹锐角为40°-70°。

7.  根据权利要求1-6任一所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：相邻两个所述回采支巷(3)的间距与其中任一所述回采支巷(3)的长度之比0.2-0.5，其中任一所述回采支巷(3)内的相邻两个所述采硐(4)之间留设煤柱的宽度与其中任一所述采硐(4)的宽度之比为0.2-1.0。

8.  根据权利要求7所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：相邻两个所述回采支巷(3)的间距与其中任一所述回采支巷(3)的长度之比0.5，其中任一所述回采支巷(3)内的相邻两个所述采硐(4)之间留设煤柱的宽度与其中任一所述采硐(4)的宽度之比为0.86。

9.  根据权利要求1-8任一所述的用于控制地表变形的快速采煤方法，其特征在于：所述工作面运输巷(1)与矿井轨道大巷(7)连通。

一种用于控制地表变形的快速采煤方法
技术领域
本发明涉及一种采煤方法，尤其是一种用于控制地表变形的快速采煤方法。
背景技术
由于我国中东部、东北部煤矿矿区村庄密集、道路交错、湖河遍布，因此，煤矿企业在井下开采过程中，必须留设足够的煤柱以避免地表沉陷，由此导致煤炭资源无法完全开采，压煤量很大。随着很多矿井逐步进入衰老期，为延长矿井寿命，提高服务年限，煤矿企业不得不考虑开采压煤。另外，山西等省区的煤矿企业，在煤矿资源整合与煤炭企业兼并重组过程中，在井下出现很多“三角煤”和“边角煤”，为减少煤炭资源浪费，这些资源也在考虑回收。
但就上述煤炭资源的回收利用而言，现有采煤方法均不适用，其中最重要的原因就是无法有效控制地表变形或保证开采效率。采用现有采煤方法无法保障井下开采安全，更无法保障地面安全。
发明内容
本发明提供了一种用于控制地表变形的快速采煤方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于控制地表变形的快速采煤方法，包括如下步骤：
(a)在预采工作面内掘出工作面运输巷和工作面回风巷，所述工作面运输巷开口于矿井运输大巷，止于预定第一条回采支巷位置，所述工作面回风巷开口于矿井回风大巷，止于预定第一条所述回采支巷位置；
(b)掘出第一条所述回采支巷，贯通所述工作面运输巷和所述工作面回风巷；
(c)在所述回采支巷内和所述工作面运输巷内布置采煤设备，转载设备，转运设备，运输设备和支护设备；
(d)操作所述采煤设备，在所述第一条回采支巷左右两侧依次掘进若干个采硐，相邻两个所述采硐间留设有煤柱，所采出的煤炭通过所述转载设备，所述运输设备和所述运输设备，运输至所述矿井运输大巷；
(e)待所述回采支巷开采完成后，按预定间距掘出下一个所述回采支巷，重复步骤(c)和(d)；
(f)待上一个所述回采支巷开采完成后，继续按预定间距掘进下一个所述回采支巷，重复步骤(c)和(d)；
(g)重复步骤(f)，直至整个预采工作面全部开采完毕。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，在完成步骤(d)的同时，按预定间距进行下一个所述回采支巷的掘进，并始终保持上一个所述回采支巷内所述采硐的掘进与下一个所述回采支巷的掘进同时进行。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，在完成步骤(d)的同时，按预定间距进行下下一个所述回采支巷的掘进，并始终保持上一个所述回采支巷内所述采硐的掘进与下下一个所述回采支巷的掘进同时进行。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，掘进所述采硐按一左一右，然后逐渐向上推进的顺序进行。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，所述转载设备，所述运输设备和所述支护设备均布置于所述回采支巷内，所述运输设备布置于所述工作面运输巷内，所述采煤设备，所述转载设备，所述运输设备和所述运输设备依次连接布置。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，所述转运设备为运煤车，所述采煤设备布置于所述回采支巷内，所述转载设备和所述运输设备布置于 所述工作面运输巷内，并连接，所述运煤车将所述采煤设备采出的煤体运送至所述转载设备。
在上述用于孤岛煤柱开采的采煤方法中，所述采煤设备可以是连采机、连掘机和综掘机中的一种，所述转载设备为转载破碎机，所述连续运输系统为带式输送机，所述运煤车为梭车、无轨胶轮车和矿车中的一种，所述运输设备为带式输送机，所述支护设备为可行走液压支架。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，所述回采支巷与与所述工作面运输巷所夹锐角为60°-75°，优选65°，所述采硐与所在的所述回采支巷所夹锐角为40°-70°，优选45°。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，相邻两个所述回采支巷的间距与其中任一所述回采支巷的长度之比0.2-0.5，优选0.5，其中任一所述回采支巷内的相邻两个所述采硐之间留设煤柱的宽度与其中任一所述采硐的宽度之比为0.2-1.0，优选0.86。
在上述用于控制地表变形的快速采煤方法中，所述工作面运输巷与矿井轨道大巷连通。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
①本发明提供的用于控制地表变形的快速采煤方法，由于挖掘有工作面运输巷和工作面回风巷，并与回采支巷和矿井运输大巷或回风大巷连通，因此，本发明能够保证在开采过程中的通风安全，有效解决出煤、运料、行人、设备检修等工序间互相干扰的问题，提高了生产效率。
②本发明提供的用于控制地表变形的快速采煤方法，使用连采机(或连掘机、综掘机)作为落煤设备，以可行走液压支架作为支护设备，施工机动灵活，虽然搬家次数多，但搬家非常迅速，不影响生产，避免了大量液压支架和大型采煤机安装、拆除对生产造成的影响，降低了生产成本，提高了生产效率。
③本发明提供的用于控制地表变形的快速采煤方法，由于采用工作 面运输巷和工作面回风巷，回采支巷和采硐三级布局，并对合理相对尺寸和角度进行了严格计算，因此，本发明能够在有效保证提升煤炭资源采出率的同时，有效控制地表下沉量及有效降低矿压显现强度。
④本发明提供的用于控制地表变形的快速采煤方法，煤炭运输既可以使用连续运输设备，也可以使用非连续运输设备，与工作面运输巷的形式相适应，便于煤炭运输，根据地表受护范围或“边角煤”、“三角煤”、“孤岛煤”的形状或机械设备情况或地质构造变化情况，工作面运输巷可以布置成直线形或折线形，工作面回风巷也可以布置成直线形或折线形，因此，本发明能够较大程度的减少煤炭资源浪费，同时保证井下和地表安全。
⑤本发明提供的用于控制地表变形的快速采煤方法，由于根据预采工作面矿压显现特征对回采支巷及采硐挖掘时间进行了合理性计算，采用了上一个回采支巷采硐和下下一个回采支巷同时挖掘的开采步骤，因此，本发明能够在有效控制矿压显现强度并控制地表变形的情况下，有效提升开采效率。
⑥本发明提供的用于控制地表变形的快速采煤方法，由于采用了工作面运输巷带式输送机运输，回采支巷运煤车运输的运输方式，因此，本发明进一步提升了运输效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明用于控制地表变形的快速采煤方法的工作面巷道和回采支巷及采硐布置示意图；
图2是本发明用于控制地表变形的快速采煤方法实施例一开采设备布置示意图；
图3是本发明用于控制地表变形的快速采煤方法实施例二开采设备布置示意图。
图中附图标记表示为：1-工作面运输巷，2-工作面回风巷，3-回采支巷，4-采硐，5-矿井运输大巷，6-矿井回风大巷，7-矿井轨道大巷，8-采煤设备，9-转载设备，10-连续运输设备，11-运输设备，12-支护设备，13-运煤车。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
所述用于控制地表变形的快速采煤方法，包括如下步骤：
(a)在预采工作面内掘出工作面运输巷1和工作面回风巷2，所述工作面运输巷1开口于矿井运输大巷5，止于预定第一条回采支巷3位置，所述工作面回风巷2开口于矿井回风大巷6，止于预定第一条所述回采支巷3位置；
(b)掘出第一条所述回采支巷3，贯通所述工作面运输巷1和所述工作面回风巷2；
(c)在所述回采支巷3内和所述工作面运输巷1内布置采煤设备8，转载设备9，转运设备，运输设备11和支护设备12；
(d)操作所述采煤设备8，在所述第一条回采支巷3左右两侧依次掘进若干个采硐4，相邻两个所述采硐4间留设有煤柱，所采出的煤炭通过所述转载设备9，所述运输设备10和所述运输设备11，运输至所述矿井运输大巷5；
(e)待所述回采支巷3开采完成后，按预定间距掘出下一个所述回采支巷3，重复步骤(c)和(d)；
(f)待上一个所述回采支巷3开采完成后，继续按预定间距掘进下一个所述回采支巷3，重复步骤(c)和(d)；
(g)重复步骤(f)，直至整个预采工作面全部开采完毕。
在本实例中，完成步骤(d)时，同时按预定间距进行下一个所述回采支 巷3的掘进，并始终保持上一个所述回采支巷3内所述采硐4的掘进与下一个所述回采支巷3的掘进同时进行。
在本实例中，所述采煤设备8，所述转载设备9，所述运输设备10和所述支护设备12均布置于所述回采支巷3内，所述运输设备11布置于所述工作面运输巷1内，所述采煤设备8，所述转载设备9，所述运输设备10和所述运输设备11依次连接布置。
在本实例中，所述回采支巷3与所述工作面运输巷1所夹锐角为65°，所述采硐4与所在的所述回采支巷3所夹锐角为45°。
在本实例中，相邻两个所述回采支巷3的间距与其中任一所述回采支巷3的长度之比0.5，其中任一所述回采支巷3内的相邻两个所述采硐4之间留设煤柱的宽度与其中任一所述采硐4的宽度之比为0.86。
在本实例中，所述工作面运输巷1与矿井轨道大巷7连通。
实施例二
本实施例与实施例一区别在于：
在本实例中，完成步骤(d)时，同时按预定间距进行下下一个所述回采支巷3的掘进，并始终保持上一个所述回采支巷3内所述采硐4的掘进与下下一个所述回采支巷3的掘进同时进行。
在本实例中，所述转运设备为运煤车13，所述采煤设备8布置于所述回采支巷3内，所述转载设备9和所述运输设备11布置于所述工作面运输巷1内，并连接，所述运煤车13将所述采煤设备8采出的煤体运送至所述转载设备9。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。