一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法技术

本发明专利技术公开了一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法，涉及煤矿开采技术领域。以位于厚煤层复采顶板且与工作面平行为例，首先，当工作面开采即将要对该空巷产生采动影响时，开始逐渐将工作面调斜一定的角度，使工作面当推进到老空巷下方时能够与空巷异面并形成小范围投影重合区域；然后随着工作面的推进，重合位置不断发生变化，每次重合区域变化之前对下一个重合处的空巷中充填高水材料，使原本发生变形甚至垮塌的空巷形成较为稳定的结构，为即将推移过来的液压支架提供载荷基础。最后，工作面随之推进，直至工作面完全经过顶板空巷并逐渐将工作面回正。本发明专利技术方法以最简单经济的措施实现最有效的顶板老空巷的控制效果，同时保证安全生产。时保证安全生产。时保证安全生产。

【技术实现步骤摘要】
一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法


[0001]本专利技术涉及煤矿开采
，具体涉及一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法。

技术介绍

[0002]在矿井生产过程中，使用巷道进行采掘，矿井开采设计变更或者超前布置探巷等均会导致在工作面推进过程中遇到空巷，尤其是在对厚煤层进行复采时老空巷出现在工作面前上方的情况下，工作面在经过此顶板老空巷下方时，老空巷受采动影响大，且老空巷内围岩形态未知，若空巷己经发生大范围的片帮、冒顶，冒落后的顶板将会压垮支架，影响生产安全。因此，复采工作面安全高效通过顶板空巷问题亟待解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法，其主要采用“工作面顶板控制与工作面调斜技术”二者结合的方式，以最简单经济的措施可以实现最有效的顶板老空巷的控制效果，同时保证安全生产。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法，依次包括以下步骤：
[0006]a、调斜，包括以下子步骤：
[0007]a1、将工作面在经过位于顶板的老空巷下方的过程依次分为第一目标位置、第二目标位置、第三目标位置和第四目标位置；
[0008]所述的第一目标位置为距离顶板老空巷4～6倍老空巷宽度时工作面的位置；
[0009]所述的第二目标位置为工作面与空巷的水平距离为零或接近于零时的工作面位置；
[0010]所述的第三目标位置为工作面恰好完全经过顶板老空巷，工作面与老空巷无投影重合区域时工作面所处的位置；
[0011]所述的第四目标位置与所述的第一目标位置关于老空巷呈对称分布；
[0012]a2、当采煤工作面处在第一目标位置时，开始将工作面逐渐地调斜一定的角度，具体的步骤为：
[0013]步骤一、当工作面处在第一目标位置，并开始新一轮循环作业时，在工作面端头
①
进刀并超前移架，控制割煤深度和移架距离均为采煤机额定截深，工作面另一端头
②
不移动液压支架，并在采煤机运行到端头
②
时实行空割；
[0014]步骤二、将两端头的液压支架用钢丝绳连接并将钢丝绳绷紧，进行第一刀割煤作业时将剩余的液压支架推进到该钢丝绳处即停止，完成一刀割煤工作面会完成一次小角度的调斜并且使工作面形态保持为直线；
[0015]步骤三、在进行该班第二刀割煤时，采煤机此时位于工作面端头
②
并实行空割，同时在工作面端头
①
处超前移架，移架距离为采煤机额定截深，并要求采煤机运行到此处时
由额定截深割煤，将连接两端液压支架的钢丝绳保持绷紧状态，进行第二刀割煤作业时将剩余的液压支架推进到该钢丝绳位置即停止；
[0016]步骤四、每次进刀重复步骤一至步骤三的操作，每次进刀调斜的角度累加，并且要求采煤工作面在到达第二目标位置之前达到要求的调斜角度，直到采煤工作面到达第二目标位置；
[0017]b、充填
[0018]充填步骤为工作面从第二目标位置到第三目标位置的过程，当采煤工作面推进到该阶段范围内时，对即将形成的小范围投影重合区域处的空巷中钻孔充填高水材料，并保持此时的调斜角度继续进行工作面的推进；
[0019]c、回正
[0020]回正步骤为工作面从第三目标位置推进到第四目标位置的过程；
[0021]工作面在第三目标位置时，开始逐渐将工作面进行回正，并恢复割煤
→
移架
→
移输送机的正常采煤工序。
[0022]作为本专利技术的一个优选方案，所述的步骤c包括以下子步骤：
[0023]c1、当工作面处在第三目标位置时，在新一轮循环作业中，在工作面端头
①
处不移动液压支架，采煤机运行到此时实行空割，在工作面端头
②
处超前移架，移架距离为采煤机额定截深，并控制采煤机运行到此位置时由额定截深割煤；
[0024]c2、将两端头的液压支架用钢丝绳连接并将钢丝绳绷紧，进行该班第一刀割煤作业时将剩余的液压支架推进到该钢丝绳处即停止，每完成一刀割煤，工作面完成一次小角度的回正并且使工作面形态保持为直线；
[0025]c3、在进行该班第二刀割煤时，采煤机位于工作面端头
②
处超前割煤并移架，割煤深度和移架距离均为采煤机额定截深，在工作面端头
①
处不移动液压支架，并要求采煤机运行到此位置时实行空割，将连接两端液压支架的钢丝绳保持绷紧状态，进行第二刀割煤作业时将剩余的液压支架推进到该钢丝绳处即停止；
[0026]c4、每次进刀重复c1至c3的操作，每次进刀调斜的角度累加，并且控制采煤工作面在到达第二目标位置之前达到要求的调斜角度，直到采煤工作面到达第四目标位置。
[0027]作为本专利技术的另一个优选方案，所述的高水材料包括A料和B料，其中A料主要是以硫铝酸盐水泥熟料作为基材，与缓蚀剂和混凝剂混磨而成，B料是包括石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂。
[0028]与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：
[0029](1)通过将工作面调斜并以此通过顶板老空巷，对比正常推进工作面通过顶板老空巷，可以避免工作面大部分甚至全部的液压支架承受顶板老空巷的载荷而可能造成的大部分液压支架被压死的情况。
[0030](2)通过将工作面调斜并以此通过顶板老空巷，仅对即将形成的小范围投影重合区域处的空巷及其围岩中钻孔充填高水材料，避免了对顶板老空巷进行充填的盲目性，同时节约了材料，充填更加经济。
[0031](3)将工作面调斜后，每次工序即相当于对充填效果的预演，若此次工序能够保证工作面的安全，则进行下一次工序时可参考此次工序的充填经验，保证了每次工序的安全，最终安全经过顶板老空巷。
[0032](4)本专利技术将矿井采空区充填材料高水材料用于顶板老空巷的加固技术中，不仅短期强度高，加固效果好，而且固结迅速，不耽误生产。
[0033](5)首先，本专利技术中工作面调斜的目的是为了保证工作面安全生产，防止矿压事故发生，所以调斜工作面使其与老空巷斜交，减小支架的空顶面积；其次，本专利技术要求调斜的角度更小同时在过空巷后要求回正，不必考虑液压支架数量的增减，不需要改变回风顺槽的形态，过空巷工艺简单，施工方便；最后，本专利技术工作面可以实现边推进边调斜，保证工作面正常产量；而现有技术中的工作面调斜的目的是为了进行矿井边界煤柱旁的三角煤开采，属于同一水平不考虑工作面顶板安全；其次，现有技术中工作面调斜的角度更随意，且调斜方法中始终保持工作面不向前推进而进行原地调斜；最后，现有技术中调斜方法采用前进式对边角煤进行开采，需要进行巷道旁充填，施工复杂，且工作面通风困难。
附图说明
[0034]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：
[0035]图1为本专利技术工作面第一目标位置示意图；
[0036]图2为调斜阶段工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过顶板老空巷厚煤层复采控顶采煤方法，其特征在于，依次包括以下步骤：a、调斜，包括以下子步骤：a1、将工作面在经过位于顶板的老空巷下方的过程依次分为第一目标位置、第二目标位置、第三目标位置和第四目标位置；所述的第一目标位置为距离顶板老空巷4～6倍老空巷宽度时工作面的位置；所述的第二目标位置为工作面与空巷的水平距离为零或接近于零时的工作面位置；所述的第三目标位置为工作面恰好完全经过顶板老空巷，工作面与老空巷无投影重合区域时工作面所处的位置；所述的第四目标位置与所述的第一目标位置关于老空巷呈对称分布；a2、当采煤工作面处在第一目标位置时，开始将工作面逐渐地调斜一定的角度，具体的步骤为：步骤一、当工作面处在第一目标位置，并开始新一轮循环作业时，在工作面端头
①
进刀并超前移架，控制割煤深度和移架距离均为采煤机额定截深，工作面另一端头
②
不移动液压支架，并在采煤机运行到工作面端头
②
时实行空割；步骤二、将两端头的液压支架用钢丝绳连接并将钢丝绳绷紧，进行第一刀割煤作业时将剩余的液压支架推进到该钢丝绳处即停止，完成一刀割煤工作面会完成一次小角度的调斜并且使工作面形态保持为直线；步骤三、在进行该班第二刀割煤时，采煤机此时位于工作面端头
②
并实行空割，同时在工作面端头
①
处超前移架，移架距离为采煤机额定截深，并要求采煤机运行到此处时由额定截深割煤，将连接两端液压支架的钢丝绳保持绷紧状态，进行第二刀割煤作业时将剩余的液压支架推进到该钢丝绳位置即停止；步骤四、每次进刀重复步骤一至步骤三的操作，每次进刀调斜的角度累加，并且要求采煤工作面在到达第二目标位置之前达到要求的调斜角度，直到采煤工作面到达第二目标位置；b、充填充填步骤为工作面从第二目标位置到第三目标位置的过程，当采煤工作面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜兆文，蒋春林，陈绍杰，汪羲茗，盛守前，赵金鑫，曲柱，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：