[发明专利]煤岩同采工作面分级开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤岩同采工作面分级开采方法，尤其适用于复杂地质条件下高瓦斯突出 煤层的保护层开采。

背景技术

高瓦斯突出煤层具有高瓦斯压力、高地应力、低渗透率的特点，瓦斯治理十分困难，采 掘过程中容易诱发各种瓦斯灾害，严重威胁煤炭企业的安全高效开采。目前，开采保护层被 认为是一种较为有效的瓦斯治理方法。我国一些矿区将突出危险性较小的低瓦斯煤层作为保 护层首先开采，利用保护层开采过程的强烈扰动作用，使临近的高瓦斯突出煤层(即被保护 层)逐步卸压、增透，使被保护层中的大量游离瓦斯涌出，突出危险性降低。

然而，由于地质条件的复杂多变，在多数高瓦斯突出煤层的可选范围内，难以找到合适 的煤层作为保护层开采，极大限制了这一技术的推广使用。针对这一现状，近年来研究人员 开发了以煤岩同采工作面作为保护层的方法，有效解决了高瓦斯突出煤层无保护层可选的难 题，为高效治理煤层瓦斯提供了保证。然而，由于含煤地层中的岩层强度不均，煤岩同采工 作面开采难度大、采掘效率低，因此，迫切需要一种行之有效的开采方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单有效、成本低廉，能有效解决煤岩同采工作面开采效率低 下的开采方法。通过对不同区域煤、岩的强度进行分级判断，选用更具有针对性的措施进行 开采，提高工作面的开采效率，使煤岩同采保护层的实施变得可行。

为实现上述目的，本发明的一种煤岩同采工作面分级开采方法，其步骤包括：

a.对煤岩同采工作面的岩层强度f进行测试；

b.根据岩层强度f的大小对工作面开采强度进行分级，若f<1.5，则岩层强度为Ⅰ级； 若1.5≤f<3.0，则岩层强度为Ⅱ级；若f≥3.0，则岩层强度为Ⅲ级；

c.当岩层强度为Ⅰ级时，可判定煤、岩强度差异不大，工作面直接使用采煤机开采，且 开采过程中采煤机采用外旋切割；当岩层强度为Ⅱ级时，可判定煤、岩强度差异明显， 工作面使用采煤机直接开采，且开采过程中采煤机采用内旋切割；当岩层强度为Ⅲ级 时，可判定煤、岩强度差异显著，工作面需根据岩层厚度H1设计爆破钻孔，在所有 爆破钻孔装药完成后进行爆破作业，之后再使用采煤机内旋切割开采；

d.工作面开采一循环后重复步骤a-c。

所述爆破钻孔需根据岩层厚度H₁进行设计：H₁<0.8m时，工作面爆破钻孔呈单排布置于 岩层中间，钻孔间距S₁为0.5-0.8m，仰角不大于10°，孔深1.2～1.5m；H₁>0.8m时，工作面 爆破钻孔呈三花眼方式分两排布置，每排的钻孔间距S₂为0.6-1.0m，孔深1.2～1.5m；上排孔 到顶板距离M₁为0.4-0.7m，钻孔仰角为12～15°；下排孔到煤层距离M₂为0.3～0.5m，钻孔 俯角15～20°。

所述爆破钻孔每孔装药量为500-800g，采用正向装药、串联联线，孔口用水炮泥和黄泥 封孔且保证钻孔封满、封实，封泥的长度不小于0.6m，封孔一次装药、一次起爆。

所述采煤机优选使用双滚筒可调高采煤机，每刀截深0.6m，开采出的煤、岩使用刮板输 送机运至运输皮带。

本发明的有益效果如下：

本发明针对煤岩同采工作面岩层强度不均、难以高效开采的现状，通过对开采工作面不 同区域岩层的强度进行分级判断，选用更具有针对性的措施进行开采，以提高工作面的开采 效率，使煤岩同采保护层的实施变得可行。采用该方法后，可以实现复杂条件下的煤岩同采 工作面的高效开采，减少设备损耗30％以上，提高工作面开采速度50％以上，保障了我国高 瓦斯突出煤层的高效瓦斯治理，具有极好的推广价值。

附图说明

图1是本发明进行煤岩同采工作面分级开采的示意图。

图2、图3是本发明爆破钻孔的布置示意图。

图中：1-顶板，2-岩层，3-煤层，4-底板，5-爆破钻孔，H₁-岩层厚度，H₂-煤层厚度，S₁- 单排布置爆破孔的间距，S₂-三花眼布置爆破孔的间距，M₁-上排孔到顶板距离，M₂-下排孔到 煤层距离。