地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法

阅读：评论：0

1.本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法。

背景技术：

2.目前我国井田基本以分区式或分带式为主，在采区或带区内布置工作面时，上山之间和大巷两侧均至少需要留设20-40m保护煤柱，若采用普遍的采区下行式或带区后退式开采方法，则难以对上山之间保护煤柱和大巷两侧保护煤柱进行完全回收，存在一定煤炭损失。即使采用采区上行式或带区前进式开采，在最后一个工作面回采结束后才能对上山或大巷两侧保护煤柱进行回收，但该方式不具备普遍性。
3.同时采区或带区内常规工作面巷道均布置在同一层位，工作面之间一般需留设20m左右区段煤柱，此护巷煤柱被视为永久性丢失煤柱，造成采区内大量煤炭资源损失。
4.综上，地下开采中，煤炭损失包括工作面间护巷煤柱、上山或大巷两侧以及上山或大巷之间的煤柱损失，我国井工矿采出率不足50％，但是地下开采的问题又不仅局限于回采率，工作面向上山或大巷方向推进时，需要在上山或大巷靠近工作面侧保护煤柱外端布置回撤通道，常见的方法包括刷大帮，单回撤通道与双回撤通道，其中以双回撤通道最具先进性，也即沿着保护煤柱外端掘出两条平行工作面的巷道，巷道一般间距在20m左右，两巷之间间隔30-50m布置一条联络巷，工作面推进至外侧回撤通道后进行设备回撤，利用两条回撤通道及其联络巷多点回撤。总体来看，我国矿井设备回撤耗时较长，且需提前部署回撤通道，增加了巷道工程量。
5.综述，井工矿开采存在着大巷或上山保护煤柱、工作面区段煤柱，涉及到工作面推进至保护煤柱外端时要布置回撤通道，增加井巷工程量，增加搬家时间，更为重要的是残留的煤柱作为应力载体，影响其周围井巷工程，特别是邻近煤层形成高应力，此种情况极易造成以冲击地压为代表的动力灾害问题。因此，本发明专利基于解决以上问题，工作面开采期间利用周围的井巷作为回采巷道与回撤通道，不留工作面侧方与推进方向的煤柱，实现无煤柱贯通。

技术实现要素：

6.针对上述技术问题，本发明的目的在于，根据中央并列式矿井风井布置特点即位于工作面推进方向，提出了地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，以解决现有技术存在的技术局限问题。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，包括以下过程：
9.a、按照井田划分普遍的开采模式，利用运输大巷和回风大巷圈出井田内划分阶段，在阶段内，利用两条或三条上山，圈出采区范围，利用回风大巷作为首采工作面的回风巷道，在另一侧沿煤层顶板掘进运输巷道，兼做进风巷道，贯通运输巷道与回风大巷形成开
切眼，准备开采；
10.b、工作面向前推进采煤，工作面后方形成采空区，这时可按照风井位置处理采空区侧的回风大巷段，矿井采用中央并列式的通风方式，风井位于工作面推进前方，回风大巷采空区段直接报废即可；
11.c、工作面向前推进至最后采煤区域，也即进入末采阶段时，超前支承应力影响到距离最近的上山开始，采取调整工作面推进速度、控制采高与上山巷道补强末采技术，避免造成上山巷道的破坏；
12.d、工作面末采不留上山保护煤柱、不设置专用的回撤巷道，直接与近端的上山贯通，在此同时，将工作面运输巷道向远端的上山延伸，最终贯通；
13.e、贯通后工作面回风大巷侧利用采区上部车场、下端延伸的运输巷道继续向另外一条上山推进，报废的回风大巷侧打密闭墙、推过的上山同样打上密闭墙，以阻断风流顺着上山向采空区侧流动；
14.f、工作面直接与另一条上山贯通，贯通后即停采，设备直接利用上山中的装备进行搬家，由于矿井采用中央并列式的通风方式，上山作为回风路线，从而选择分区段报废，并打上密闭墙，阻断风流顺着上山向采空区侧流动；
15.g、第二个工作面回风巷道沿着首采工作面沿顶板布置运输巷采空区下布置，第二个工作面运输巷布置方式与首采工作面相同即可，贯通两巷后进行开采，其流程与前述专利保护权c、d相同，专利保护权e中的上部车场相应的调整为第二区段车场即可；
16.h、中间的其余工作面均重复专利保护权g即可，直至最后一个工作面，回风巷道与专利保护权g相同，利用运输大巷直接作为末采工作面的进风、运输巷道，工作面推过之后可以采用切顶卸压成巷保留继续服务，亦或者预先沿着运输大巷靠末采一侧砌筑墙体实现沿空留巷。
17.根据本发明所述的方法，优选地，适用于采区上山之间保护煤柱、大巷两侧保护煤柱以及工作面间护巷煤柱的回收工作，实现了地下煤炭资源时间与空间上连续的完全无煤柱开采。
18.具体的，步骤a中，按照井田划分普遍的开采模式，利用运输大巷和回风大巷圈出井田内划分阶段，在阶段内，利用两条或三条上山，圈出采区范围，利用回风大巷作为首采工作面的回风巷道，在另一侧沿煤层顶板掘进运输巷道，兼做进风巷道，贯通运输巷道与回风大巷形成开切眼，准备开采。
19.步骤b中，工作面向前推进采煤，工作面后方形成采空区，这时可按照风井处理采空区侧的回风大巷段，矿井采用中央并列式的通风方式，风井位于工作面推进前方，回风大巷采空区段直接报废即可。
20.步骤c中，工作面向前推进至最后采煤区域，也即进入末采阶段时，超前支承应力影响到距离最近的上山开始，采取调整工作面推进速度、控制采高与上山巷道补强末采技术，避免造成上山巷道的破坏。
21.步骤d中，工作面末采不留上山保护煤柱、不设置专用的回撤巷道，直接与近端的上山贯通，在此同时，将工作面运输巷道向远端的上山延伸，最终贯通。
22.步骤e中，贯通后工作面回风大巷侧利用采区上部车场、下端延伸的运输巷道继续向另外一条上山推进，报废的回风大巷侧打密闭墙、推过的上山同样打上密闭墙，以阻断风
流顺着上山向采空区侧流动。
23.步骤f中，工作面直接与另一条上山贯通，贯通后即停采，设备直接利用上山中的装备进行搬家，由于矿井采用中央并列式的通风方式，上山作为回风路线，从而选择分区段报废，并打上密闭墙，阻断风流顺着上山向采空区侧流动。
24.步骤g中，第二个工作面回风巷道沿着首采工作面沿顶板布置运输巷采空区下布置，第二个工作面运输巷布置方式与首采工作面相同即可，贯通两巷后进行开采，其流程与前述专利保护权c、d相同，专利保护权e中的上部车场相应的调整为第二区段车场即可。
25.步骤h中，中间的其余工作面均重复专利保护权g即可，直至最后一个工作面，回风巷道与专利保护权g相同，利用运输大巷直接作为末采工作面的进风、运输巷道，工作面推过之后可以采用切顶卸压成巷保留继续服务，亦或者预先沿着运输大巷靠末采一侧砌筑墙体实现沿空留巷。
26.根据本发明所述的方法，优选地，适用于采区上山之间保护煤柱、大巷两侧保护煤柱以及工作面间护巷煤柱的回收工作，实现了地下煤炭资源时间与空间上连续的完全无煤柱开采。
27.与现有技术相比，本发明提供的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，具有以下优点：
28.(1)回风大巷与运输大巷兼做回采巷道，节省巷道工程量；运输上山随工作面交替而分段报废，降低巷道维护成本；因井田风井采用中央并列式，使轨道上山亦可随工作面交替而分段报废，无需额外施工维持巷道稳定性增加工程量和成本，进一步降低巷道维护成本，体现巷道利用价值最大化。
29.(2)实现井下开采区域范围内连续开采，在采区范围内，无大巷两侧保护煤柱、无上山之间保护煤柱与无工作面间保护煤柱，彻底实现开采区域内部完全无煤柱。
30.(3)接续工作面回风巷道支承应力低，本发明所述方法，其上覆为采空区垮落矸石，实现工作面间连续开采与覆岩运动一体化，巷道载荷小，避免接续工作面相邻巷道应力集中现象突出；同时，改善我国井工开采上山或大巷普遍存在的长时间高应力的影响，无煤柱贯通，彻底解放本煤层与邻近煤层井巷工程。
附图说明
31.图1为现有采区最后一个工作面末采双回撤通道与上山煤柱回收工作面布置示意图。
32.图2为实施例的地下煤炭资源时间与空间连续开采的完全无煤柱开采技术示意图。
具体实施方式
33.结合附图说明本发明的具体实施方式。
34.在本实施例中，第一步，按照井田划分普遍的开采模式，利用运输大巷和回风大巷圈出井田内划分阶段；在阶段内，利用两条或三条上山，圈出采区范围；利用回风大巷作为首采工作面的回风巷道，在另一侧沿煤层顶板掘进运输巷道，兼做进风巷道，贯通运输巷道与回风大巷形成开切眼，准备开采。
35.第二步，工作面向前推进采煤，工作面后方形成采空区，这时可按照风井处理采空区侧的回风大巷段，矿井采用中央并列式的通风方式，风井位于工作面推进前方，回风大巷采空区段直接报废即可。
36.第三步，工作面向前推进至最后采煤区域，也即进入末采阶段时，超前支承应力影响到距离最近的上山开始，采取调整工作面推进速度、控制采高与上山巷道补强末采技术，避免造成上山巷道的破坏。
37.第四步，工作面末采不留上山保护煤柱、不设置专用的回撤巷道，直接与近端的上山贯通，在此同时，将工作面运输巷道向远端的上山延伸，最终贯通。
38.第五步，贯通后工作面回风大巷侧利用采区上部车场、下端延伸的运输巷道继续向另外一条上山推进，报废的回风大巷侧打密闭墙、推过的上山同样打上密闭墙，以阻断风流顺着上山向采空区侧流动。
39.第六步，工作面直接与另一条上山贯通，贯通后即停采，设备直接利用上山中的装备进行搬家，由于矿井采用中央并列式的通风方式，上山作为回风路线，从而选择分区段报废，并打上密闭墙，阻断风流顺着上山向采空区侧流动。
40.第七步，第二个工作面回风巷道沿着首采工作面沿顶板布置运输巷采空区下布置，第二个工作面运输巷布置方式与首采工作面相同即可，贯通两巷后进行开采，其流程与前述专利保护权c、d相同，专利保护权e中的上部车场相应的调整为第二区段车场即可。
41.第八步，中间的其余工作面均重复专利保护权g即可，直至最后一个工作面，回风巷道与专利保护权g相同，利用运输大巷直接作为末采工作面的进风、运输巷道，工作面推过之后可以采用切顶卸压成巷保留继续服务，亦或者预先沿着运输大巷靠末采一侧砌筑墙体实现沿空留巷。

技术特征：

1.地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，包括以下过程：a、按照井田划分普遍的开采模式，利用运输大巷和回风大巷圈出井田内划分阶段，在阶段内，利用两条或三条上山，圈出采区范围，利用回风大巷作为首采工作面的回风巷道，在另一侧沿煤层顶板掘进运输巷道，兼做进风巷道，贯通运输巷道与回风大巷形成开切眼，准备开采；b、工作面向前推进采煤，工作面后方形成采空区，这时可按照风井位置处理采空区侧的回风大巷段，矿井采用中央并列式的通风方式，风井位于工作面推进前方，回风大巷采空区段直接报废即可；c、工作面向前推进至最后采煤区域，也即进入末采阶段时，超前支承应力影响到距离最近的上山开始，采取调整工作面推进速度、控制采高与上山巷道补强末采技术，避免造成上山巷道的破坏；d、工作面末采不留上山保护煤柱、不设置专用的回撤巷道，直接与近端的上山贯通，在此同时，将工作面运输巷道向远端的上山延伸，最终贯通；e、贯通后工作面回风大巷侧利用采区上部车场、下端延伸的运输巷道继续向另外一条上山推进，报废的回风大巷侧打密闭墙、推过的上山同样打上密闭墙，以阻断风流顺着上山向采空区侧流动；f、工作面直接与另一条上山贯通，贯通后即停采，设备直接利用上山中的装备进行搬家，由于矿井采用中央并列式的通风方式，上山作为回风路线，从而可分区段选择性报废上山巷道，并打上密闭墙，阻断风流顺着上山向采空区侧流动；g、第二个工作面回风巷道沿着首采工作面沿顶板布置运输巷采空区下布置，第二个工作面运输巷布置方式与首采工作面相同即可，贯通两巷后进行开采，其流程与前述专利保护权c、d相同，专利保护权e中的上部车场相应的调整为第二区段车场即可；h、采区中部其余工作面均重复专利保护权g即可，直至最后一个工作面，回风巷道与专利保护权g相同，利用运输大巷直接作为末采工作面的进风、运输巷道，工作面推过之后可以采用切顶卸压成巷保留继续服务，亦或者随着开采砌筑墙体实现运输大巷的沿空留巷。2.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤a中，按照井田划分普遍的开采模式，利用运输大巷和回风大巷圈出井田内划分阶段；在阶段内，利用两条或三条上山，圈出采区范围；利用回风大巷作为首采工作面的回风巷道，在另一侧沿煤层顶板掘进运输巷道，兼做进风巷道，贯通运输巷道与回风大巷形成开切眼，准备开采。3.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤b中，工作面向前推进采煤，工作面后方形成采空区，这时可按照风井位置处理采空区侧的回风大巷段，矿井采用中央并列式的通风方式，风井位于工作面推进前方，回风大巷采空区段直接报废即可。4.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤c中，工作面向前推进至最后采煤区域，也即进入末采阶段时，超前支承应力影响到距离最近的上山开始，采取调整工作面推进速度、控制采高与上山巷道补强末采技术，避免造成上山巷道的破坏。5.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特
征在于，所述的步骤d中，工作面末采不留上山保护煤柱、不设置专用的回撤巷道，直接与近端的上山贯通，在此同时，将工作面运输巷道向远端的上山延伸，最终贯通。6.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤e中，贯通后工作面回风大巷侧利用采区上部车场、下端延伸的运输巷道继续向另外一条上山推进，报废的回风大巷侧打密闭墙、推过的上山同样打上密闭墙，阻断风流顺着上山向采空区侧流动。7.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤f中，工作面直接与另一条上山贯通，贯通后即停采，设备直接利用上山中的装备进行搬家，由于矿井采用中央并列式的通风方式，上山作为回风路线，从而选择分区段报废，并打上密闭墙，阻断风流顺着上山向采空区侧流动。8.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤g中，第二个工作面回风巷道沿着首采工作面沿顶板布置运输巷采空区下布置，第二个工作面运输巷布置方式与首采工作面相同即可，贯通两巷后进行开采，其流程与前述专利保护权c、d相同，专利保护权e中的上部车场相应的调整为第二区段车场即可。9.根据权利要求1所述的地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法，其特征在于，所述的步骤h，中间的其余工作面均重复专利保护权g即可，直至最后一个工作面，回风巷道与专利保护权g相同，利用运输大巷直接作为末采工作面的进风、运输巷道，工作面推过之后可以采用切顶卸压成巷保留继续服务，亦或者预先沿着运输大巷靠末采一侧砌筑墙体实现沿空留巷。

技术总结

本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及地下煤炭资源连续开采的上山或大巷分段报废的方法。结合现有井工开采工作面间煤柱、上山与大巷两侧保护煤柱回收的限制。提出井下开采范围内上山或大巷分段报废的方法，实现开采区域内部完全无煤柱的同时最大化实现巷道利用价值。该方法中，回风及运输大巷作为回采巷道，工作面之间采用错层位内错式或切顶卸压自动成巷两种方法搭接，根据中央并列式风井特点，采区工作面贯通轨道上山随工作面交替而分段报废。该方法实现了，开采区域内部完全无煤柱，提高了煤炭回采率；井田采用中央并列式通风方式，轨道上山可随工作面交替而分段报废，进一步节省巷道维护成本，实现井下巷道利用效率最大化。实现井下巷道利用效率最大化。实现井下巷道利用效率最大化。