一種大采高的綜放開(kāi)采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種綜放開(kāi)采方法，尤其設(shè)及一種大采高的綜放開(kāi)采方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)厚煤層儲(chǔ)量和產(chǎn)量約占原煤總儲(chǔ)量和原煤總產(chǎn)量的45%左右，自從1974年進(jìn) 行厚煤層傾斜分層下行跨落金屬網(wǎng)假頂下綜合機(jī)械化開(kāi)采試驗(yàn)成功后，分層綜采已在多個(gè) 礦區(qū)進(jìn)行了試驗(yàn)與推廣，分層綜采技術(shù)在我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦得到了廣泛應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì) 90年代W來(lái)，分層綜采技術(shù)得到了完善與提高，但綜采分層開(kāi)采技術(shù)(含中、厚煤層)與綜采 放頂煤開(kāi)采技術(shù)比較，鋪網(wǎng)工藝復(fù)雜，且工作面推進(jìn)度和產(chǎn)量不如放頂煤，而且下分層開(kāi)采 時(shí)存在自然發(fā)火隱患。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)對(duì)特厚煤層所采用的開(kāi)采方法通常為普通大采高綜放開(kāi)采和分層開(kāi)采。 其中，普通大采高綜放一般開(kāi)采割煤高度3.5m-5m，針對(duì)運(yùn)類(lèi)煤層，頂煤回收率較低，工作面 回收率偏低。分層開(kāi)采可對(duì)特厚煤層分兩層進(jìn)行綜采，但實(shí)際使用過(guò)程中，下分層開(kāi)采安全 問(wèn)題多，產(chǎn)量低，不能夠滿(mǎn)足千萬(wàn)噸級(jí)高產(chǎn)高效礦井的回采需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種大采高的綜放開(kāi)采方法，其 不僅能保證煤礦的開(kāi)采安全，還能夠提高頂煤回收率，進(jìn)而提高工作面回收率，減少資源損 失。
[0005] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006 ] -種大義局的綜放開(kāi)義方法，包括如下步驟：
[0007]步驟(1):采集煤層的內(nèi)聚力C、體積力丫和滑動(dòng)體的速度矢量與滑動(dòng)面的夾角A， 通過(guò)下述計(jì)算公式計(jì)算煤壁臨界穩(wěn)定高度Her,若煤壁臨界穩(wěn)定高度Her ^ 6m，則進(jìn)行步驟 (2)-(4)，所述計(jì)算公式如下：
[0009] 步驟(2):確定采煤高度為H，放煤高度為(0.5~1) XH;
[0010] 步驟(3):在采煤工作面的端部斜切進(jìn)刀，采取單向或雙向的采煤方式進(jìn)行采煤；
[0011] 步驟(4):采用一采一放、單輪或雙輪順序放煤的方式進(jìn)行放煤。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟(3)中，采煤工作面的長(zhǎng)度為200m-360m。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟(3)中，采煤截深為800mm或865mm。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟(4)中，放煤步距為800mm或865mm。
[0015] 進(jìn)一步地，所述綜放開(kāi)采方法所采用的液壓支架的最大支撐高度為6.5m。
[0016] 進(jìn)一步地，所述液壓支架支護(hù)強(qiáng)度大于1.39MPa。
[0017] 進(jìn)一步地，所述液壓支架合理工作阻力^ 15000kN。
[0018] 進(jìn)一步地，所述液壓支架為兩柱掩護(hù)式支架或四柱支撐掩護(hù)式支架。
[0019] 進(jìn)一步地，所述綜放開(kāi)采方法所采用設(shè)備的生產(chǎn)能力為:采煤機(jī)為5000t/h，前部 刮板輸送機(jī)為5000t/h，后部刮板輸送機(jī)為3000t/h，轉(zhuǎn)載機(jī)為6000t/h，破碎機(jī)為6000t/h， 膠帶輸送機(jī)為4000t/h;采煤機(jī)的功率為2890kW，前后刮板輸送機(jī)的功率為2X1600kW，轉(zhuǎn)載 機(jī)的功率為700kW，破碎機(jī)的功率為700kW，膠帶輸送機(jī)的功率為6X500kW，上述設(shè)備的供電 電壓均選用3300V。
[0020] 進(jìn)一步地，步驟(2)中，確定采煤高度為6m，放煤高度為3m-6m。
[0021] 本發(fā)明提供的大采高的綜放開(kāi)采方法通過(guò)提高采煤高度，使放頂煤能夠有效地跨 落，不僅保證了煤礦的開(kāi)采安全，與現(xiàn)有技術(shù)相比，還有效地提高了頂煤的回收率，進(jìn)而提 高了工作面回收率，減少了資源損失，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本發(fā)明一種優(yōu)選的大采高的綜放開(kāi)采方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。其中相同的零部件用 相同的附圖標(biāo)記表示。需要說(shuō)明的是，下面描述中使用的詞語(yǔ)"前"、"后"、"左右"、"上" 和"下"指的是附圖中的方向，詞語(yǔ)"內(nèi)"和"外"分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中屯、的 方向。
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明提供的大采高的綜放開(kāi)采方法包括如下步驟：
[0025] 本發(fā)明提供的大采高的綜放開(kāi)采方法適合用于對(duì)特厚煤層進(jìn)行開(kāi)采，在進(jìn)行開(kāi)采 前，首先要評(píng)估割煤高度達(dá)到或超過(guò)6m的煤壁穩(wěn)定性，從而判斷煤層條件是否滿(mǎn)足采用6m 割煤高度超大采高綜放開(kāi)采要求，確定割煤高度范圍內(nèi)煤壁穩(wěn)定，是保證安全生產(chǎn)的前提 條件，具體評(píng)估方法如下：
[0026] 步驟(1):采集煤層的內(nèi)聚力C、體積力丫和滑動(dòng)體的速度矢量與滑動(dòng)面的夾角巧， 通過(guò)下述計(jì)算公式計(jì)算煤壁臨界穩(wěn)定高度Her,若煤壁臨界穩(wěn)定高度Hcr ^ 6m，則進(jìn)行步驟 (2)-(4)，所述計(jì)算公式如下：
[0028] 本領(lǐng)域技術(shù)人員需要注意的是，上述內(nèi)聚力C和體積力丫通過(guò)測(cè)定煤層樣本，上述 滑動(dòng)體的速度矢量與滑動(dòng)面的夾角巧的采集可采用如下方法:首先根據(jù)礦井本煤層或鄰近 礦井類(lèi)似條件煤層已有開(kāi)采實(shí)踐，確定巧角度的下限括，現(xiàn)有技術(shù)中，支架=級(jí)護(hù)幫機(jī)構(gòu)長(zhǎng) 度共3.5m，對(duì)生產(chǎn)影響不大的片幫深度取0.5m，此范圍內(nèi)發(fā)生0.5m深度片幫時(shí)滑動(dòng)面與煤 壁夾角為8。，藉此確定巧角度為挺+go。
[0029] 當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可W對(duì)剩余頂煤厚度的冒放性進(jìn)行初步評(píng)估，W保證頂 煤的回收率。冒放性的評(píng)估方法如下：
[0030] 首先，根據(jù)煤層厚度和采用本方法的割煤高度6m差值確定剩余頂煤厚度，再依據(jù) 采放比（割煤高度與放煤高度之比）確定剩余頂煤厚度，在本發(fā)明中采放比宜為1:0.5-1:1， 即剩余頂煤厚度宜為3m-6m。
[0031] 其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員還需要類(lèi)比分析類(lèi)似煤層開(kāi)采過(guò)程中頂煤的跨落塊度。確 ?？缏鋲K度普遍小于0.5m，若塊度過(guò)大，則需要考慮采取輔助措施提高頂煤破碎塊度(如深 孔爆破）。
[0032] 最后，采用現(xiàn)有技術(shù)中的顆粒流數(shù)值軟件分析頂煤的回收率情況，判斷剩余頂煤 回收率能否大于75 %，藉此保證工作面整體回收率滿(mǎn)足不低于85 %規(guī)定。
[0033] 在完成上述評(píng)估后，確定割煤高度范圍內(nèi)煤壁足夠穩(wěn)定時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W 進(jìn)一步地為綜采操作確定采煤高度和放煤高度，本發(fā)明中，所述放煤高度是所述采煤高度 的0.5-1倍，當(dāng)本發(fā)明采用6m的采煤高度時(shí)，所述放煤高度為3-6m。即步驟（2)所述技術(shù)內(nèi) 容：
[0034] 步驟(2):確定采煤高度為H，放煤高度為(0.5~1)XH。
[0035] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述采煤高度為6m，所述放煤高度為3-6m。在設(shè)定好 采煤高度和放煤高度后，本領(lǐng)域技術(shù)人員即可對(duì)工作面進(jìn)行開(kāi)采，具體開(kāi)采方法如步驟(3) 和步驟(4)所述：
[0036] 步驟(3):在采煤工作面的端部斜切進(jìn)刀，采取單向或雙向的采煤方式進(jìn)行采煤；
[0037] 步驟(4):采用一采一放、單輪或雙輪順序放煤方式進(jìn)行放煤。
[0038] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解的是，所謂一采一放是指采煤機(jī)采割一刀煤炭后，通過(guò) 放煤窗口，放出已松碎的煤炭，待放出煤炭中的桿石含量超過(guò)一定限度后，及時(shí)關(guān)閉放煤。 所謂單輪或雙輪順序放煤是指按照支架排列順序依次打開(kāi)放煤口，通過(guò)一次或