一种对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺

摘要

本发明公开了一种对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺，包括如下步骤：S001：预先将特厚煤层从上往下依次划分出各分层煤层；S002：按照从上往下的顺序依次开采各所述分层煤层；其中，在对任意相邻的两层所述分层煤层中的上层分层煤层进行回采时，预留预设厚度的底部保留煤层不回采，所述底部保留煤层作为下层分层煤层的煤层顶板。本发明提供的分层开采工艺，取消了人工假顶的施工，直接利用上层分层煤层预留预设厚度的底部保留煤层作为下层分层煤层中工作面的煤层顶板，无需像现有技术中一样铺网，简化了工艺，降低了开采成本，大幅提高了开采效率。

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺。

背景技术

分层开采是针对特厚煤层常用的一种开采方法。地下开采煤层厚度分级一般分为：薄煤层、中厚煤层、厚煤层和特厚煤层，其中，薄煤层的厚度一般小于或等于1.3米；中厚煤层的厚度一般在1.3米～3.5米之间；厚煤层的厚度一般大于3.5米；特厚煤层的厚度是指煤层厚度超过8米的煤层。

现有技术中，对特厚煤层的开采，需要施工人工假顶，即在上分层回采过程中在底板上专门铺设一层网片作为人工假顶，等上分层回采完毕开始回采下分层时，利用这一层人工假顶作为下分层工作面的顶板。

这种开采方法虽然回采率较高，但铺网工艺十分复杂，回采效率很低，安全性差，开采成本也非常高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺，其通过预留底部保留煤层不回采作为下层分层煤层的煤层顶板，为下层分层煤层中的工作面提供稳定的顶板，实现了工艺简化，提高效率。

本发明技术方案提供一种对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺，包括如下步骤：S001：预先将特厚煤层从上往下依次划分出各分层煤层；S002：按照从上往下的顺序依次开采各所述分层煤层；其中，在对任意相邻的两层所述分层煤层中的上层分层煤层进行回采时，预留预设厚度的底部保留煤层不回采，所述底部保留煤层作为下层分层煤层的煤层顶板。

进一步地，在步骤S002中还包括：在对所述下层分层煤层进行回采时，如遇到所述上层分层煤层所保留的所述底部保留煤层冒漏时，通过适当降低采高、带压擦顶拉架、加快回采工作面的推进速度和快速截割所述下层分层煤层中的煤的方式控制所述底部保留煤层冒漏。

进一步地，在步骤S002中还包括：在对所述上层分层煤层进行回采时，控制回采工作面的采高，并沿着所述上层分层煤层的煤层顶板回采。

进一步地，在对所述下层分层煤层进行回采时，采用综放采煤工艺将所述上层分层煤层所保留的所述底部保留煤层回收。

进一步地，在对任一所述分层煤层进行开采之前，先在所述分层煤层中掘出巷道，所述巷道包括切眼、回风顺槽、回撤通道和运输顺槽；其中，所述上层分层煤层与所述下层分层煤层之间具有煤柱；在垂直方向上，所述下层分层煤层的所述巷道与所述上层分层煤层的所述巷道采用外错式布置。

进一步地，将所述下层分层煤层中的所述切眼、所述回风顺槽、所述回撤通道和所述运输顺槽均设置在所述上层分层煤层的煤柱内。

进一步地，将所述下层分层煤层中的所述切眼布置在所述上层分层煤层中的所述切眼的外侧；将所述下层分层煤层中的所述回风顺槽布置在所述上层分层煤层中的所述回风顺槽的外侧；将所述下层分层煤层中的所述回撤通道布置在所述上层分层煤层中的所述回撤通道的外侧；将所述下层分层煤层中的所述运输顺槽布置在所述上层分层煤层中的所述运输顺槽的外侧。

进一步地，在掘进所述巷道时，同时对所述上层分层煤层的采空区打钻孔放水。

进一步地，所述底部保留煤层的厚度在0.2m-0.4m之间。

进一步地，所述分层煤层的厚度为4m。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的分层开采工艺，取消了人工假顶的施工，直接利用上层分层煤层预留预设厚度的底部保留煤层作为下层分层煤层中工作面的煤层顶板，无需像现有技术中一样铺网，简化了工艺，降低了开采成本，大幅提高了开采效率。

留设的底部保留煤层完全能够为下层分层煤层中的工作面提供稳定可靠的煤层顶板，端面距范围顶板控制效果良好，同时下层分层煤层中的工作面在上层分层煤层的采空区下回采也消除了周期来压，工作面压力较小，有效杜绝了漏矸和冒顶事故的发生，保证了煤层顶板安全。

附图说明

图1为本发明提供的分层开采工艺在对两层分层煤层开采时的剖面示意图；

图2为下层分层煤层中的巷道与上层分层煤层中的巷道外错式布置的示意图；

图3为下层分层煤层中的切眼、回撤通道布置在煤柱内的剖视图。

附图标记对照表：

1-分层煤层；10-底部保留煤层； 11-上层分层煤层；

12-下层分层煤层； 2-岩层顶板；3-采空区；

4-回采工作面；5-巷道；51-切眼；

52-回风顺槽； 53-回撤通道； 54-运输顺槽；

6-巷道；61-切眼； 62-回风顺槽；

63-回撤通道； 64-运输顺槽； 7-煤柱。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本发明提供的对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺，主要用于对煤层厚度超过8米的特厚煤层进行分层开采，可以开采分层开采多层分层煤层。

下面主要以分层开采两层分层煤层进行举例说明：

如图1所示，本发明一实施例提供的一种对特厚煤层进行分层开采的分层开采工艺，包括如下步骤：

S001：预先将特厚煤层从上往下依次划分出各分层煤层1。

S002：按照从上往下的顺序依次开采各分层煤层1。

其中，在对任意相邻的两层分层煤层1中的上层分层煤层11进行回采时，预留预设厚度的底部保留煤层10不回采，底部保留煤层10作为下层分层煤层12的煤层顶板。

也即是，本发明提供的分层开采工艺，首先将特厚煤层按照预先设定的指标从上往下依次划分为多个分层煤层1。

在开采时，先开采上部的上层分层煤层11，然后再开采下部的下层分层煤层12。

如果有多层分层煤层1时，在开采完下层分层煤层12之后，再开采位于下层分层煤层12下部的下层分层煤层，依次类推，即为按照从上往下的顺序依次开采各分层煤层1。

需要说明的是，由于图1中仅给出了两层分层煤层，因此标号11代表上层分层煤层，标号12代表下层分层煤层。

当划分有3层或3层以上的分层煤层1时，下层分层煤层12下方还有下层分层煤层，在开采该下层分层煤层12和其下方的下层分层煤层时，下层分层煤层12相对于其下方的下层分层煤层相对地为上层分层煤层。

其中在对任意的上层分层煤层进行回采时，预留预设厚度的底部保留煤层10不回采，底部保留煤层10作为下层分层煤层的煤层顶板，从而取消了人工假顶施工，简化了工艺。

本发明提供的分层开采工艺，取消了人工假顶的施工，直接利用上层分层煤层预留预设厚度的底部保留煤层作为下层分层煤层中工作面的煤层顶板，无需像现有技术中一样铺网，简化了工艺，降低了开采成本，大幅提高了开采效率。

其中，在对顶层的分层煤层1进行回采时，岩层顶板2被采出或剥离，在对顶层的分层煤层1进行回采时，顶层的分层煤层1的采空区3上方为岩层顶板2的采空区3，无老顶或岩层顶板2的存在。回采工作面4在对下层分层煤层12进行回采时，其布置在上层分层煤层11的采空区3内，因此在推进过程中不会伴有老顶或岩层顶板2的周期性垮落，也就不会有周期来压，回采工作面4的压力也很小。

较佳地，在步骤S002中还包括：

在对下层分层煤层12进行回采时，如遇到上层分层煤层11所保留的底部保留煤层10冒漏时，通过适当降低采高、带压擦顶拉架、加快回采工作面4的推进速度和快速截割下层分层煤层12中的煤的方式控制底部保留煤层10冒漏。

为了方便掘进和综采回采，在各分层煤层1的回采工作面4中设置有支架顶梁，以支撑煤层顶板(底部保留煤层10)能够为下分层提供稳定可靠的煤层顶板，其不会破坏底部保留煤层10，也不会发生冒漏现象。

即便在极特殊的情况下，由于上层分层煤层11局部底板超挖等原因，发生下层分层煤层12中的回采工作面4与上层分层煤层11中的采空区3割透的情况，也仅仅是在支架端面的宽度范围内有少量的小块矸石漏下来，较大块度的顶板矸石不会冒漏。

在这种情况下，采用适当降低采高、卧底割煤、带压擦顶拉架、并加快回采工作面4的推进速度的方法，通过采煤机对下层分层煤层12中的煤快速割过几刀之后就能够留住煤层顶板(底部保留煤层10)，控制住煤层顶板冒漏。

带压擦顶拉架为带着压力擦着顶板或底部保留煤层10进行拉动液压支架，起到对顶板支撑的作用。

较佳地，在步骤S002中还包括：

在对上层分层煤层11进行回采时，控制回采工作面4的采高，并沿着上层分层煤层11的煤层顶板回采，严禁随意下扎，避免对下层分层煤层12的回采工作面4的煤层顶板(底部保留煤层10)控制带来困难。

较佳地，在对下层分层煤层12进行回采时，采用综放采煤工艺将上层分层煤层11所保留的底部保留煤层10回收，提高煤回收率。

综放采煤工艺是在回采过程中，将煤层顶板(底部保留煤层10)同时回采的工艺。

较佳地，如图2-3所示，在对任一分层煤层1进行开采之前，先在分层煤层1中掘出巷道(5、6)，巷道(5、6)包括切眼(51、61)、回风顺槽(52、62)、回撤通道(53、63)和运输顺槽(54、64)。

其中，上层分层煤层11与下层分层煤层12之间具有煤柱7。

在垂直方向上，下层分层煤层12的巷道6与上层分层煤层11的巷道5的投影采用外错式布置，也即是上层分层煤层11的巷道5与下层分层煤层12的巷道6的投影在垂直方向不完全重叠，而是交错在一起，呈外错式布置。这种布置方式有利于加大工作面长度，减小顺槽煤柱，提高回采率。

较佳地，如图2-3所示，将下层分层煤层12中的切眼61、回风顺槽62、回撤通道63和运输顺槽64均设置在上层分层煤层11的煤柱7内，有利于采用简单的锚网支护方式，不用架棚，既能保证煤层顶板(底部保留煤层10)的安全，又能节省成本，提高掘进效率。

较佳地，如图2-3所示，将下层分层煤层12中的切眼61布置在上层分层煤层11中的切眼51的外侧。

将下层分层煤层12中的回风顺槽62布置在上层分层煤层11中的回风顺槽52的外侧。

将下层分层煤层12中的回撤通道63布置在上层分层煤层11中的回撤通道53的外侧。

将下层分层煤层12中的运输顺槽64布置在上层分层煤层11中的运输顺槽54的外侧。

此种布置方式为外错式布置方式，既能加大工作面长度，减小顺槽煤柱，提高回采率，又能保证煤层顶板(底部保留煤层10)的安全。

较佳地，在挖掘巷道(5、6)时，同时对上分层煤层11的采空区3打钻孔放水，避免上层的采空区积水量过大影响安全开采。优选地，底部保留煤层10的厚度在0.2m-0.4m之间，分层煤层1的厚度为4m，即可以保证底部保留煤层10起到人工假顶的作用，又能实现最大限度的煤层开采，提高了煤层回采率。

本发明提供的分层开采工艺，解决特厚煤层采用人工假顶分层开采技术存在的工艺复杂、成本高、安全性差，回采效率低的问题，通过创新开采技术，达到简化生产工艺、提高回采效率、降低成本的目的，实现特厚煤层安全高效开采。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。