[发明专利]一种薄煤层和中厚煤层高速截割长壁开采方法

说明书

技术领域

本发明设计一种薄和中厚煤层的采煤方法，具体的说是一种0.8~3.5m厚煤层高速截割长壁开采方法。

背景技术

薄及中厚煤层受限于煤层赋存厚度造成工作空间相对狭小，无法布置大功率综采装备，设备能力与尺寸矛盾突出，成套装备小尺寸与大功率、大适应范围与高可靠性和高稳定性要求的矛盾突出，采煤机和刮板输送机矮机身大功率难以实现，目前国内多个矿区实现了薄煤层和中厚煤层的综合机械化开采，但受限于煤层厚度和割煤速度造成我国薄及中厚煤层产量不能实现较大突破。

截深是采煤机工作机构切入煤壁的深度，是决定采煤机生产能力和装机功率的主要因素，也是与支护设备、运输设备配套的重要参数，目前，国内外综采工作面截深一般为0.7m～1.2m，大多数工作面采用0.8m或0.86m截深，国外煤矿顶板稳定性条件好的工作面采用了1.2m的大截深。

在每个割煤循环过程中，端部斜切进刀割三角煤及端头准备时间约占用了整个割煤循环时间的一半，受限于综机装备功率、设备的可靠性和稳定性，目前我国薄煤层和中厚煤层综采工作面采煤机截割速度一般在4~6m/min，斜切进刀过程中割煤速度一般比工作面直线段割煤速度更低，当采高较小时，采煤机滚筒直径小，装煤效果差，且截深越大装煤效果越差，推移刮板输送机不到位，常需跑空刀装煤，影响工作面推挤速度和生产效率。

采煤机截割速度低的原因除了采煤机本身的性能局限和工作面开采条件的制约外，液压支架移架速度及移架方式也是一个重要因素，目前常用的跟随采煤机割煤牵引滞后一定距离逐架顺序移架方式，其移架速度难以跟上采煤机高速牵引，工作面端头和巷道作业与工作面割煤和设备维修作业不同步、不协调，占用了大量人力和作业时间，是影响开机率和生产效率的重要因素。

发明内容

本发明的目的在于针对现有薄及中厚煤层采煤工艺的不足和长壁工作面采煤方法特点，提供一种能高速、高效的实现薄及中厚煤层高速截割的采煤工艺，本发明方法可以实现薄煤层和中厚煤层采煤机的高速截割和工作面的高速推进。

为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

（1）采煤机割煤至下端头后，反向上行沿输送机弯曲段割三角底煤，割至输送机直线段时采煤机不返回割三角煤而是继续割煤直至工作面上端头，截深为正常截深一半（400～500mm），采煤机速度为最大割煤行驶速度；

（2）推移机头和弯曲段，将输送机移直，在工作面下端部留下三角煤；

（3）采煤机下行割煤直至工作面上端头，在上端部完成三角煤截割后向下端头继续割煤；

（4）采煤机反向下行继续割煤至工作面下端头，在下端头此时采煤机割煤最大截深为上次割煤遗留三角煤和此次截深之和（一个完整截深）；

（5）随机自上而下推移输送机至工作面下端部三角煤处，完成割煤循环全过程；

（6）液压支架移架方式为间隔快速移架，即工作面初期安装液压支架时邻架相差半个步距，或在初采割第一个半刀煤时把液压支架调整为邻架相差半个步距，正常采煤作业时，液压支架跟随采煤机牵引方向，滞后一定距离每个工作循环交替隔一架顺序移架，另一架支架不动，每两个工作循环完成一个完整截深，液压支架移一个整步距，即每个工作循环移架数量减少一半；

（7）优化工作面割煤和辅助作业工序，将辅助作业安排在检修班进行不影响工作面高速、连续推进，即工作面采用时空协调连续作业法，其特征在于，将每个工作日均分为六个或八个时段，每个时段4个或3个小时，每个工作班为2个时段，每个工作面作业空间分为综采工作面作业单元和两端头巷道作业单元，综采工作面作业单元分为割煤和检修作业单元，巷道作业单元分为需停机作业单元和无需停机作业单元，采用时空协调连续作业法时第1、2、4、5、6或1、2、4、5、6、7、8时段安排割煤和无需停机巷道作业单元，第3时段安排检修作业和需停机巷道作业单元。

本发明主要应用于薄煤层和中厚煤层高速推进工作面的开采。

本发明的优点和效益：

薄煤层和中厚煤层高速截割长壁开采方法的采用，能实现该厚度煤层的高效、高速和连续开采，最大限度的提高煤炭采出速度，降低工人劳动强度，其主要优点为：

①采用留三角煤半刀小截深双向高速割煤工艺减少了采煤机返回割三角煤和跑空刀的时间，增加了采煤机直线段高速割煤的比例，同时，半刀小截深高速截割提高了装煤效果，保证了工作面采煤机高速截割和工作面的高速推进。

②液压支架采用交替隔一架顺序移架，每两个割煤循环完成一个完整截深，液压支架移一个整步距，使每个循环移架数量减少一半以上。