[发明专利]一种急倾斜煤层临界伪斜角综合机械化开采方法

说明书

本发明涉及急倾斜煤层临界伪斜角综合机械化开采方法，包括以下步骤：1)煤层倾角α≥55°时,临界伪斜角的确定为45°；2)临界伪倾斜工作面的布置：回风巷道端头超前运输巷道端头的距离与伪俯斜工作面真倾斜方向的长度l相等，形成伪俯斜工作面与煤层走向方向呈45°布置；3)在伪俯斜工作面布置工作面支护装置及采煤设备，进行综合机械化开采。本发明解决了开采设备的倒滑及煤壁片帮问题本发明是针对现行急倾斜煤层长壁综合机械化开采的工作面伪斜布置方式及工作面设备的弊端进行的改进。

技术领域

本发明专属于煤炭开采技术领域，具体涉及一种急倾斜煤层临界伪角开采方法。

背景技术

急斜煤层采煤工作面伪斜布置，可变急斜煤层为“缓斜”或“倾斜”工作面开采，提高工作面支护及开采设备的自稳性能、改善作业环境，提高工作面效能及安全效益。

工作面伪斜布置，是急倾斜煤层开采的常用方法之一，其优点是工作面伪斜布置可以减缓工作面倾角，有利于工作面设备防倒防滑。伪斜布置分为伪仰斜布置(进风端头超前回风端头)和伪俯斜布置(回风端头超前进风端头)两种，其中，伪俯斜布置特别有利于防止煤壁片帮。一般情况下，工作面伪俯斜角度为3°-5°，工作面布置的支架、采煤机与刮板输送机均采用具有防倒防滑功能的常规装备。截止目前，国内外仅有四川广能集团李子垭煤矿将常规的液压支架的顶梁进行了改装，改装后支架适应的工作面伪俯斜角最大可达12°，重庆松藻集团逢春矿采用专门设计的异形液压支架使工作面伪俯斜角达到了17°，但煤层厚度只有1.3m。

但当煤层倾角大于55°且煤层厚度大于2.0m时，若仍然采用工作面倾向布置走向推进的长壁开采方法，现行较小的伪斜角度就无法有效解决工作面设备倒滑及煤壁片帮等安全生产难题。

发明内容

现有倾角大于55°、煤层厚度大于2.0m的急倾斜煤层采用传统的工作面伪斜布置方式进行开采时，开采设备的倒滑及煤壁片帮问题不能有效解决，为了解决该技术问题，本发明提供一种急倾斜煤层临界伪斜角综合机械化开采方法及设备，本发明是针对现行急倾斜煤层长壁综合机械化开采的工作面伪斜布置方式及工作面设备的弊端进行的改进。

本发明的技术解决方案为：

一种急倾斜煤层临界伪斜角综合机械化开采方法，其特殊之处在于包括以下步骤：

1)煤层倾角α≥55°时,临界伪斜角的确定

煤层倾角α及伪斜角γ之间的空间几何关系为：

l₁sinβ＝l₁cosγ·sinα (1)

其中l₁为工作面伪倾斜长度，β为伪俯斜工作面的真倾角；

要保证采煤机割下的煤自溜，则伪俯斜工作面的真倾角β应满足

sinβ>sin35°＝0.574 (2)

松散煤体的自然安息角为35°：

将(1)代入(2)得：

cosγ·sin55°>0.574 (3)

求解得：当γ≥45°，因此确定临界伪斜角的大小为45°；

2)临界伪倾斜工作面的布置：

沿煤层倾斜方向分别掘进回风巷道与运输巷道，回风巷道端头超前运输巷道端头，然后将回风巷道端头与运输巷道端头之间掘通形成伪俯斜工作面，保证回风巷道端头超前运输巷道端头的距离与伪俯斜工作面真倾斜方向的长度l相等，形成伪俯斜工作面与煤层走向方向呈45°布置；