采煤系统及基于该采煤系统的无煤柱自成巷开采方法技术方案

本公开提出一种采煤系统及无煤柱自成巷开采方法，采煤系统包括采煤机构，采煤机构包括第一刮板输送机及第一采煤机。采煤系统还包括机头成巷机构、转载机以及输送机。机头成巷机构包括第二刮板输送机及第二采煤机。第二刮板输送机沿第二方向布置于第一刮板输送机的机头一侧并向前延伸，第二方向垂直于第一方向。第二采煤机可移动地设于第二刮板输送机上。转载机设于第一刮板输送机的机头一侧，第一刮板输送机和第二刮板输送机分别连接于转载机。输送机沿第二方向布置并连接于转载机。采煤系统能够沿第二方向朝工作面推进，且第二采煤机能在采煤系统推进时，对工作面的位于机头一侧的部分进行开采并结合切顶卸压形成机头留巷顺槽。

【技术实现步骤摘要】
采煤系统及基于该采煤系统的无煤柱自成巷开采方法
本公开涉及采矿
，具体而言，涉及一种采煤系统及基于该采煤系统的无煤柱自成巷开采方法。
技术介绍
受制于传统煤矿开采方法(例如121工法)的重大缺陷，即留设煤柱带来的巨大资源损失，巷道繁多带来的采煤系统复杂，开采分离带来的开采接续紧张等问题，何满潮院士创造性地提出了无煤柱开采N00工法，真正实现了无煤柱开采，优化了巷道布置系统，消灭了开采接续紧张。根据长壁开采N00工法，当前的N00工法巷道布置系统如图1所示，工作面20开采前需要准备三条巷道，即回风下山通道25、轨道下山通道26、皮带下山通道27。煤炭开采过程中，工作面两侧需要有2条巷道形成完整通风回路，在该方法中工作面两侧始终有一条巷道是现成的，而另外一条巷道需要通过采煤机切割形成，并通过留巷措施保留下来。现有N00工法解决了机尾采留一体装备问题，机头侧采留一体装备问题仍未解决。在当前工作面装备布置系统中，工作面机头位置布置了转载机，转载机在沿第一方向P1(即采煤通道方向)与刮板输送机连接，在沿第二方向P2(即巷道方向)则与皮带输送机相连接，刮板输送机-转载机-皮带输送机共同构成了工作面煤炭物流系统，三者在几何形状上近似于直角布置，转载机则位于交点位置，且采煤机安装在刮板输送机上，故采煤机无法超越转载机割煤，采煤机跨越机头割煤难以实现。
技术实现思路
本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够实现机头侧成巷的采煤系统。本公开的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够实现机头侧成巷的无煤柱自成巷开采方法。为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：根据本公开的一个方面，提供一种采煤系统，包括采煤机构，所述采煤机构包括第一刮板输送机及第一采煤机。所述第一刮板输送机沿第一方向布置，所述第一采煤机可移动地设于所述第一刮板输送机上，并被配置为对所述第一刮板输送机前侧的一工作面进行开采。其中，所述采煤系统还包括机头成巷机构、转载机以及输送机。所述机头成巷机构包括第二刮板输送机及第二采煤机。所述第二刮板输送机沿第二方向布置于所述第一刮板输送机的机头一侧并向前延伸，所述第二方向垂直于第一方向。所述转载机设于所述第一刮板输送机的机头一侧，所述第一刮板输送机和所述第二刮板输送机分别连接于所述转载机。所述输送机沿第二方向布置并连接于所述转载机。其中，所述采煤系统被配置为能够沿第二方向朝所述工作面推进，且所述第二采煤机被配置为在所述采煤系统推进时，对所述工作面的位于机头一侧的部分进行开采并配合切顶卸压成巷而形成机头留巷顺槽。根据本公开的其中一个实施方式，所述机头留巷顺槽沿第二方向延伸，所述机头留巷顺槽的延伸方向与所述采煤系统的推进方向相同。根据本公开的其中一个实施方式，所述机头成巷机构还包括多块挡矸板。多块所述挡矸板依序铺设于所述机头留巷顺槽的采空区侧帮上。根据本公开的其中一个实施方式，所述挡矸板开设有多个预留孔，所述预留孔被配置为供锚杆和/或锚索穿设。根据本公开的其中一个实施方式，所述机头成巷机构还包括第二支架。所述第二支架可移动地设于所述第二刮板机与所述第二采煤机所在空间，所述第二支架被配置为随所述第二刮板机同步推进，以对所述机头留巷顺槽位于所述第二刮板机和第二采煤机所在空间的顶板和底板提供支护。根据本公开的其中一个实施方式，所述第二支架在第一方向上的两侧分别设有锚杆机。根据本公开的其中一个实施方式，所述第二支架在第一方向上的两侧分别设有锚索钻机。根据本公开的其中一个实施方式，所述第二支架设有铺网装置，所述铺网装置被配置为将防护网可调节地铺设于所述第二支架顶部与巷顶岩体底面之间。根据本公开的其中一个实施方式，所述机头成巷机构还包括超后支架。所述超后支架可移动地设于所述机头留巷顺槽的采空区侧帮，并支撑所述采空区侧帮的顶板和底板，所述超后支架被配置为随所述第二刮板机同步推进，以对所述机头留巷顺槽位于所述采空区侧帮的顶板和底板提供支护，并对所述采空区侧帮提供护帮。根据本公开的其中一个实施方式，所述采煤机构包括第一支架，所述第一支架可移动地支撑所述第一刮板机与所述第一采煤机的顶板和底板，所述第一支架被配置为随所述第一刮板机同步推进。所述超后支架包括切顶超后支架以及挡矸超后支架。所述切顶超后支架邻设于位于所述第一刮板机机头上方的所述第一支架。所述挡矸超后支架设于所述切顶超后支架的远离所述第一支架的一侧。根据本公开的其中一个实施方式，所述切顶超后支架设有切缝钻机，所述切缝钻机被配置为打切缝钻孔，而使巷顶沿切缝面垮落。根据本公开的其中一个实施方式，所述挡矸超后支架设有锚杆钻机，所述锚杆钻机被配置为进行锚杆支护作业，或通过注浆锚杆进行注浆和锚杆支护作业。根据本公开的其中一个实施方式，所述机头成巷机构还包括多块挡矸板，多块所述挡矸板依序铺设于所述采空区侧帮上。其中，所述超后支架设有侧向支撑伸缩杆，所述侧向支撑伸缩杆一端连接于所述超后支架，另一端连接于所述挡矸板，所述支撑伸缩杆被配置为可伸缩地支撑于所述超后支架与挡矸板之间。根据本公开的其中一个实施方式，所述第一采煤机被配置为在采煤通道的位于机尾一侧开采并形成弧形煤帮，进而在切顶卸压的基础上形成机尾留巷顺槽。根据本公开的另一个方面，提供一种无煤柱自成巷开采方法。其中，包括以下步骤：提供一采煤系统，所述采煤系统为本公开提出的且在上述实施方式中所述的采煤系统；同步推进所述采煤系统的所述采煤机构和所述机头成巷机构；利用所述采煤机构对待采煤层的工作面进行开采；同时利用所述机头成巷机构对工作面的位于所述第一刮板输送机机头一侧的部分进行开采，并在切顶卸压的基础上形成机头留巷顺槽。根据本公开的其中一个实施方式，所述无煤柱自成巷开采方法还包括以下步骤：在利用所述采煤机构对待采煤层的工作面进行开采的过程中，利用所述采煤机构的所述第一采煤机在采煤通道的位于机尾一侧的部分进行开采，并配合切顶卸压成巷而形成机尾留巷顺槽。由上述技术方案可知，本公开提出的采煤系统及基于该采煤系统的无煤柱自成巷开采方法的优点和积极效果在于：本公开提出一种采煤系统，能够解决机头侧成巷问题。同时，将本公开的相关设计与其他现有技术方案相配合，即可实现工作面双侧留巷，从真正意义上解决煤矿开采工程中的无巷道掘进问题，消除巷道掘进带来的重大安全隐患和巨大投资，具备显著的安全效益和经济效益。在本公开的其中一个实施方式中，当利用第一采煤机在采煤通道的位于机尾一侧的部分进行开采而形成机尾留巷顺槽时，本公开能够实现机头处和机尾处双侧同时成巷。据此，在煤矿开采始末，始终无需提前掘进任一大巷和顺槽，缩短了建井工期，提高了建井效率，减少了建井投入。采煤与成巷同步进行，以采代掘，消除了长期以来困扰煤矿的采掘分离问题，破解了开采接续紧张难题。建井和工作面开采过程中取消了煤柱，提高了资源采出率，消除了长期以来的煤柱应力过度集中问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采煤系统，包括采煤机构，所述采煤机构包括第一刮板输送机及第一采煤机，所述第一刮板输送机沿第一方向布置，所述第一采煤机可移动地设于所述第一刮板输送机上，并被配置为对所述第一刮板输送机前侧的一工作面进行开采；其特征在于，所述采煤系统还包括：/n机头成巷机构，包括：/n第二刮板输送机，沿第二方向布置于所述第一刮板输送机的机头一侧并向前延伸，所述第二方向垂直于第一方向；及/n第二采煤机；/n转载机，设于所述第一刮板输送机的机头一侧，所述第一刮板输送机和所述第二刮板输送机分别连接于所述转载机；以及/n输送机，沿第二方向布置并连接于所述转载机；/n其中，所述采煤系统被配置为能够沿第二方向朝所述工作面推进，且所述第二采煤机被配置为在所述采煤系统推进时，对所述工作面的位于机头一侧的部分进行开采并配合切顶卸压成巷而形成机头留巷顺槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种采煤系统，包括采煤机构，所述采煤机构包括第一刮板输送机及第一采煤机，所述第一刮板输送机沿第一方向布置，所述第一采煤机可移动地设于所述第一刮板输送机上，并被配置为对所述第一刮板输送机前侧的一工作面进行开采；其特征在于，所述采煤系统还包括：
机头成巷机构，包括：
第二刮板输送机，沿第二方向布置于所述第一刮板输送机的机头一侧并向前延伸，所述第二方向垂直于第一方向；及
第二采煤机；
转载机，设于所述第一刮板输送机的机头一侧，所述第一刮板输送机和所述第二刮板输送机分别连接于所述转载机；以及
输送机，沿第二方向布置并连接于所述转载机；
其中，所述采煤系统被配置为能够沿第二方向朝所述工作面推进，且所述第二采煤机被配置为在所述采煤系统推进时，对所述工作面的位于机头一侧的部分进行开采并配合切顶卸压成巷而形成机头留巷顺槽。


2.根据权利要求1所述的采煤系统，其特征在于，所述机头留巷顺槽沿第二方向延伸，所述机头留巷顺槽的延伸方向与所述采煤系统的推进方向相同。


3.根据权利要求1所述的采煤系统，其特征在于，所述机头成巷机构还包括：
多块挡矸板，依序铺设于所述机头留巷顺槽的采空区侧帮上。


4.根据权利要求3所述的采煤系统，其特征在于，所述挡矸板开设有多个预留孔，所述预留孔被配置为供锚杆和/或锚索穿设。


5.根据权利要求1所述的采煤系统，其特征在于，所述机头成巷机构还包括：
第二支架，可移动地设于所述第二刮板机与所述第二采煤机所在空间，所述第二支架被配置为随所述第二刮板机同步推进，以对所述机头留巷顺槽位于所述第二刮板机和第二采煤机所在空间的顶板和底板提供支护。


6.根据权利要求5所述的采煤系统，其特征在于，所述第二支架在第一方向上的两侧分别设有锚杆机。


7.根据权利要求5所述的采煤系统，其特征在于，所述第二支架在第一方向上的两侧分别设有锚索钻机。


8.根据权利要求5所述的采煤系统，其特征在于，所述第二支架设有铺网装置，所述铺网装置被配置为将防护网可调节地铺设于所述第二支架顶部与巷顶岩体底面之间。


9.根据权利要求1所述的采煤系统，其特征在于，所述机头成巷机构还包括：
超后支架，可移动地设于所述机头留巷顺槽的采空区侧帮，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何满潮，王亚军，黄瑞峰，王琦，
申请(专利权)人：北京中矿创新联盟能源环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11