一種部分回收大煤柱殘煤的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦開采領域，具體地說，涉及一種部分回收大煤柱殘煤的方法。
【背景技術】
[0002]隨著煤炭資源的日益枯竭，尤其在煤炭資源相對較少的南方，迫切需要提高煤炭資源的回采率。原留設的幾十米寬的大煤柱造成了大量煤炭資源的浪費，回采大煤柱的殘煤能回收大量的煤炭資源，提高經濟效益。但是，大煤柱類似于孤島工作面，所處的應力環境較為復雜，不僅兩邊均受到側向支承壓力的作用，同時在回采時還受到超前支承壓力的作用，應力集中系數很高。普通的采煤方法難以保證大煤柱安全、高效的回采。
【發明內容】
[0003]針對回收大煤柱殘煤存在的上述技術問題，本發明提供一種安全、高效、成本低的部分回采煤礦大煤柱殘煤的開采方法。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案包括以下步驟:
[0005](I)從區段集中巷開始，在大煤柱一側煤體中開掘一條寬約3m的采準巷道，采準巷道靠采空區一側留有一定厚度的薄煤墻(優選寬度I?3m)。
[0006](2)緊貼薄煤墻安裝單體液壓支柱支承頂板配合錨、梁、網、索等支護結構聯合支護支承頂板，實體煤幫根據煤體穩定性確定是否支護。
[0007](3)采準巷道距采區邊界一定距離SO時旋轉一定角度α，開掘回采巷道直到采區邊界煤柱。
[0008](4)回采巷道支護同權利要求⑵中采準巷道支護。
[0009](5)在回采巷道端頭，平行于采區邊界煤柱布置一個長約5m的傾斜短壁工作面，工作面的另一端與采空區邊界間隔一個采空區邊界煤柱寬度。
[0010](6)回采時可逐漸回收單體液壓支柱和錨桿(或錨索)的托盤。
[0011](7)從短壁工作面沿回采巷道的方向進行回采，在距離采準巷道一定距離時逐漸停止回采，留下一段保安煤柱。
[0012](8)當回采完第一工作面時，在保安煤柱段的回采巷道采用液壓單體支護，待綜掘機回收完三角煤時回收。
[0013](9)當三角煤回收完畢時，沿采準巷道間隔一個保安煤柱重復步驟(3)?(7)平行布置短壁工作面，逐步回收大煤柱殘煤。
[0014]2.如權利要求1所述的煤礦回采大煤柱開采方法，其特征在于，所述步驟(3)中開掘回采巷道時，轉角α根據傾斜短壁工作面尺寸與大煤柱邊界的空間幾何關系確定，既要保證最大限度的回采大煤柱殘煤又要保證短壁工作面的尺寸。轉角α過小，則工作面較長，頂板不易管理。反之，工作面太短，煤炭回收效率低。
[0015]3.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟
(I)中的薄煤墻寬度和大煤柱另一側的采空區邊界煤柱寬度根據采空區邊界頂板和煤體的穩定性確定。
[0016]4.步驟(4)采區邊界煤柱寬度根據采區邊界的具體情況確定綜合確定。
[0017]5.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟
(6)中的保安煤柱尺寸根據巷道圍巖穩定性確定，與采高、采深及煤、巖性質均相關。
[0018]6.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟
(9)中工作面之間除了留有保安煤柱外，還留有工作面隔離煤柱。工作面隔離煤柱的寬度一般取短壁工作面和回采巷道寬度之和的0.6?1.2倍寬度。
[0019]8.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，其特征在于，所述步驟(I)、(3)、(5)、(7)和(9)巷道開掘、工作面布置和短壁回采過程中均采用獨頭通風方式，適用于低瓦斯和通風滿足要求的礦井。
[0020]本發明的有益效果是:
[0021]1.利用大煤柱兩側采空區頂板下沉穩定后，采準巷道處于較低的應力環境中即使留設很小的煤柱(薄煤墻I?3m)巷道也易于穩定；
[0022]2.采準巷道采用薄煤墻及液壓支柱能最大限度的回采大煤柱的煤炭資源；
[0023]3.在大煤柱的邊界處均留有采空區隔離煤柱，可防止相鄰采空區瓦斯的涌入以及控制頂板的穩定；
[0024]4.在工作面之間留設有一定寬度的工作面隔離煤柱和保安煤柱，保證回采期間頂板的穩定，待該回采短壁工作面采完后不影響下一短壁工作面的回采。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明中的老頂結構圖；
[0026]圖2為本發明中的回采平面圖；
[0027]圖3為本發明的采準巷道斷面圖；
[0028]圖4為本發明的回采巷道斷面圖。
【具體實施方式】
[0029]如圖1、2所示，大煤柱3兩側采空區6頂板下沉穩定后，大煤柱3邊界處在老頂關鍵塊體B保護之下，在臨近采空區邊界處開掘采準巷道4，巷道圍巖應力較低，易于穩定。
[0030]回采大煤柱殘煤:
[0031](I)從區段集中巷I開始，在大煤柱3—側煤體中開掘一條寬約3m的采準巷道4，采準巷道4靠近采空區6 —側留有薄煤墻5。
[0032](2)在采準巷道4掘出后立刻在薄煤墻5 —側安裝單體液壓支柱12配合錨、梁、網、索等支護結構聯合支護支撐頂板，控制頂板及薄煤墻5的穩定性，防止采空區6的瓦斯涌入采準巷道4，實體煤幫視煤體的穩定性確定是否支護。
[0033](3)采準巷道4距采區邊界一定距離SO時旋轉一定角度α，開掘寬約3m的回采巷道9，SO取20?40m，a取45°?75°。
[0034](4)回采巷道9靠近采區邊界一側安裝單體液壓支柱12，頂板、實體支護同步驟
(2)，局部危險區域加強支護。
[0035](5)在回采巷道9掘進到采區邊界煤柱10時，平行采區邊界煤柱10傾斜布置長約5m的短壁工作面7，工作面另一端為采空區邊界煤柱2 (具體寬度根據煤、巖層穩定性確定);
[0036](6)從短壁工作面7沿回采巷道9的方向進行回采，在距離采準巷道一定距離時逐漸停止回采，留下一定距離的保安煤柱8 (保安煤柱尺寸根據下回采巷道與采準巷道連接處的穩定情況而定)，即完成第一個短壁工作面的回采。
[0037](7)回采短壁工作面7時可逐漸回收單體液壓支柱12和錨桿(或錨索)托盤13。
[0038](8)在采完第一個短壁工作面7后，沿采準巷道4端頭利用綜掘機采用巷采11的方式回收部分三角煤；
[0039](9)三角煤回收完畢后，沿采準巷道4間隔一個保安煤柱8重復步驟(3)?(7)平行布置短壁工作面7，逐步回收大煤柱3的殘煤；
[0040](10)工作面之間除了留有保安煤柱外，還留有工作面隔離煤柱14 ;
[0041](11)上述步驟中巷道開掘、工作面布置和短壁回采過程中均采用獨頭通風方式，建議在低瓦斯煤礦或者通風滿足要求的礦井中采用本發明提供的回采大煤柱殘煤的方法，以保證安全。
[0042]本發明的有益效果在于:
[0043]1.采準巷道4受老頂關鍵塊體B的保護，處于較低的應力環境中易于穩定，貼壁采用單體液壓支柱12配合錨、梁、網、索等支護結構聯合支承頂板，實體煤幫根據具體情況確定是否支護，便于最大限度地回采煤炭資源。
[0044]2.回采巷道9的兩幫均為實體煤，巷道受力相對均勻，巷道比較穩定。
[0045]3.由于采用短壁工作面7回采，通風方式簡單，省去了回風巷道的掘進和維護，降低了回采成本。
[0046]4.短壁工作面7和回采巷道9的總寬度較小，頂板短期內不破斷、冒落，回采期間的頂板管理相對簡單。
[0047]5.在工作面之間留設有一定寬度的工作面隔離煤柱14和保安煤柱8，保證回采期間頂板的穩定，待該回采短壁工作面7采完后不影響下一短壁工作面的回采。
【主權項】
1.一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)從區段集中巷開始，在大煤柱一側煤體中開掘一條寬約3m的采準巷道，采準巷道靠采空區一側留有I?3m的薄煤墻(優選寬度I?3m)； (2)緊貼薄煤墻安裝單體液壓支柱支承頂板配合錨、梁、網、索等支護結構聯合支護支承頂板，實體煤幫根據煤體穩定性確定是否支護； (3)采準巷道距采區邊界一定距離Stl時旋轉一定角度α，開掘回采巷道直到采區邊界煤柱； (4)回采巷道支護同權利要求(2)中采準巷道支護。 (5)在回采巷道端頭，平行于采區邊界煤柱布置一個長5m的傾斜短壁工作面，工作面的另一端與采空區邊界間隔一個采空區邊界煤柱寬度。 (6)回采時可逐漸回收單體液壓支柱和錨桿(或錨索)的托盤。 (7)從短壁工作面沿回采巷道的方向進行回采，在距離采準巷道一定距離時逐漸停止回采，留下一段保安煤柱。 (8)當回采完第一工作面時，在保安煤柱段的回采巷道采用液壓單體支護，待綜掘機回收完部分三角煤后再回收該部分液壓單體支護。 (9)當三角煤回收完畢時，沿采準巷道間隔一個保安煤柱重復步驟(3)?(7)平行布置短壁工作面，逐步回收大煤柱殘煤。
2.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟(3)中開掘回采巷道時，轉角α根據傾斜短壁工作面長度與大煤柱邊界的空間幾何關系確定，保證最大限度的回采大煤柱殘煤又要保證短壁工作面的長度。
3.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的薄煤墻寬度和大煤柱另一側的采空區邊界煤柱寬度根據采空區邊界頂板和煤體的穩定性確定。
4.步驟(4)采區邊界煤柱寬度根據采區邊界的具體情況確定綜合確定。
5.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟(6)中的保安煤柱尺寸根據巷道圍巖穩定性確定，與采高、采深及煤、巖性質均相關。
6.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，所述步驟(9)中工作面之間除了留有保安煤柱外，還留有工作面隔離煤柱。工作面隔離煤柱的寬度一般取短壁工作面和回采巷道寬度之和的0.6?1.2倍寬度。
7.如權利要求1所述的一種部分回收大煤柱殘煤的方法，其特征在于，其特征在于，所述步驟(I)、(3)、(5)、(7)和(9)巷道開掘、工作面布置和短壁回采過程中均采用獨頭通風方式，適用于低瓦斯和通風滿足要求的礦井。
【專利摘要】本發明公開了一種部分回收大煤柱殘煤的方法，主要應用于低瓦斯礦井或者通風滿足要求礦井中，包括如下步驟：（1）從區段集中巷開始，在大煤柱一側煤體中開掘采準巷道并留有薄煤墻護巷；（2）采準巷道至距采區邊界一定距離時旋轉一定角度α，開掘回采巷道；（3）掘到采區邊界煤柱后平行于采區邊界煤柱布置一個傾斜的短壁工作面；（4）沿回采巷道方向進行回采，距離采準巷道一定距離時留下一段保安煤柱；（5）在采完第一個短壁工作面后，沿采準巷道端頭采用綜掘機回收部分三角煤；（6）沿采準巷道間隔一個保安煤柱重復步驟（2）~（5）平行布置短壁工作面，依次逐步回收大煤柱殘煤。
【IPC分類】E21C41-18
【公開號】CN104533419
【申請號】CN201410782615
【發明人】馮濤, 王平, 朱永建, 余偉健, 姚琦, 袁超, 周澤
【申請人】湖南科技大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月16日