提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113622914A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202111030683.1(22)申请日2021.09.03(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市南郊翟山(72)发明人吴锋锋张书荣刘长友杨敬轩杨培举张宁波鲁岩(74)专利代理机构苏州智品专利代理事务所(普通合伙)32345代理人丰叶(51)Int.Cl.E21C41/18(2006.01)E21F13/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法(57)摘要本发明公开了提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，包括以下步骤：工作面布置若干液压支架、后刮板输送机与前部刮板输送机，安装采煤机；采煤机割煤、移架后，支架后部进行顶煤放落准备；启动后部刮板输送机；进行初始顶煤放落工序；进行后续放煤过程；关闭第三架放煤口，依次打开剩余各架放煤口进行放煤，直至工作面放煤至顶板侧端头支架结束，完成循环放煤作业。本发明的有益效果：改变了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采的传统放煤循环方向，大幅度增加了底板侧顶煤回收率，减小了损失，有效减小损失煤体煤矸分界线斜率，降低煤矸分界面坡度，增加煤体放出率，操作简单，易培训，工艺改进投入成本低，效果明显。CN113622914ACN113622914A权利要求书1/2页1.提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：工作面布置若干液压支架，液压支架后部连接后刮板输送机，前端连接前部刮板输送机，安装采煤机，形成壁式开采三机配套系统；步骤二：采煤机割煤形成“放矿椭球体”、移架后，支架后部进行顶煤放落准备；步骤三：启动后部刮板输送机；步骤四：采用“双口初始放煤法”进行初始顶煤放落工序，打开底板侧两架端头放煤支架放煤口，进行工作面初次顶煤放落工序，放煤时间较长，充分保证顶煤的完全放落，以放煤口放煤混矸率超过20%为标准停止放煤；步骤五：采用“底板侧向顶板侧单轮顺序放煤法”进行后续放煤过程，关闭底板侧端头两架支架放煤口，打开第三架放煤口进行放煤，本架仍以放煤口混矸率超过20%为标准关闭放煤口；步骤六：关闭第三架放煤口，依次打开剩余各架放煤口进行放煤，放煤口关闭标准按照“见矸关窗”设定，直至工作面放煤至顶板侧端头支架结束，完成循环放煤作业。2.根据权利要求1所述的提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，其特征在于：所述步骤二中，“放矿椭球体”为矿石在采场破碎后按近似椭球体形状向下自然流动，即原来所占的空间为一旋转椭球体，在放矿过程中形成的椭球体，称为放出椭球体，停止扩展而最终形成的椭球体，为松动椭球体，放矿后形成放出漏斗和移动漏斗。3.根据权利要求1所述的提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，其特征在于：所述步骤四中，“双口初始放煤法”为放煤循环过程中，首次放煤同时打开底板侧端部两架液压支架的放煤口进行放煤。4.根据权利要求1所述的提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，其特征在于：所述步骤五中，“底板侧向顶板侧单轮顺序放煤法”按照沿底板侧向顶板侧的方向进行放煤，放煤方式可选择单轮顺序、多轮间隔。5.根据权利要求1所述的提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，其特征在于：所述步骤六中，“见矸关窗”为放煤口放落体中发现一定数量的矸石时，关闭放煤口，停止放煤操作。6.根据权利要求1所述的提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，其特征在于：所述步骤二中，“放矿椭球体”总体积通过公式计算：，其中，a=空心椭球体长半轴，b=空心椭球体短半轴，ε=空心椭球体偏心率，H=柱心椭球体高度，H=2a，D=放矿口直径，D=2r。7.根据权利要求6所述的提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，2CN113622914A权利要求书2/2页其特征在于：所述空心椭球体偏心率由散体内摩擦角及粘结力性质确定，并通过如下公式计算：其中Q中=半个椭球短半轴外端移动角。3CN113622914A说明书1/4页提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法技术领域[0001]本发明涉及煤矿开采技术领域，具体为提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法。背景技术[0002]急倾斜特厚煤层是指地下开采时煤层倾角大于45°，厚度在8m以上的煤层，在我国新疆、甘肃、四川等地区的储量和产量中占有相当大的比重。传统急倾斜特厚煤层开采采用巷柱式综采放顶煤采煤法，该方法放煤量可控性差，常出现压死运输机等事故，单产低，安全性差，严重影响矿井的开采效率。[0003]近年来，水平分段放顶煤开始应用于急倾斜