[发明专利]基于顶煤超前预爆弱化的急倾斜特厚煤层采煤工艺

摘要

本发明公开了一种基于超前预爆弱化的急倾斜特厚煤层采煤工艺，沿煤层走向由后向前分多个开采节段对所述急倾斜特厚煤层进行开采，对一个开采节段进行开采时，过程如下一、巷道施工；二、顶煤超前预爆弱化，过程如下201、需爆破煤层确定；202、炮孔钻取采用钻机从进风巷钻取炮孔；203、装药及封孔；204、第一次爆破；205、第二次爆破；三、煤层开采；四、下一个开采节段开采；五、多次重复步骤四，直至完成所述急倾斜特厚煤层的全部开采过程。本发明工艺步骤简单、设计合理且开采效率高、工作面回采率高、使用效果好，能解决现有采煤工艺存在的工艺复杂、工作面回采率较低、安全隐患多、开采效率低等问题。

主权项

一种基于顶煤超前预爆弱化的急倾斜特厚煤层采煤工艺，所开采的急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层，其特征在于：沿煤层走向由后向前分多个开采节段对所述急倾斜特厚煤层进行开采，多个所述开采节段的开采方法均相同且其沿煤层走向上的长度均为L，其中L＝30m～50m；对所述急倾斜特厚煤层的一个开采节段进行开采时，过程如下：步骤一、巷道施工：在当前开采节段的下部左右两侧分别施工一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷(3)和回风巷(4)；步骤二、顶煤超前预爆弱化：对当前开采节段进行顶煤超前预爆弱化，过程如下：步骤201、需爆破煤层确定：根据预先设计的当前开采节段回采过程中所留护顶煤层(5)的厚度和工作面回采高度，对当前开采节段的需爆破煤层(9)的顶底部高度分别进行确定；当前开采节段的回采工作面上方的顶煤由下至上分为护顶煤层(5)、需爆破煤层(9)和工作面保护煤层(10)三个煤层，所述需爆破煤层(9)位于护顶煤层(5)与工作面保护煤层(10)之间；其中，当前开采节段的回采工作面为当前回采工作面(11)；步骤202、炮孔钻取：先沿工作面推进方向在当前回采工作面(11)前方的需爆破煤层(9)上选取多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m～5m；多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设；之后，采用钻机从步骤一中施工完成的进风巷(3)，由后向前在每个所述第一爆破面上钻取多个第一炮孔(7)，并由后向前在每个所述第二爆破面上钻取多个第二炮孔(8)，多个所述第一炮孔(7)呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设，多个所述第二炮孔(8)呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)均为从后向前逐渐向上倾斜的炮孔；步骤203、装药及封孔：向步骤202中所有第一炮孔(7)和所有第二炮孔(8)的内侧上部均装填炸药，所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)内装填炸药的节段均为装药段；装药完成后，对各第一炮孔(7)和各第二炮孔(8)分别进行封孔；所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)的装药段均位于需爆破煤层(9)内；步骤204、第一次爆破：沿工作面推进方向，由后向前起爆多个所述第一爆破面上的第一炮孔(7)，对当前开采节段的需爆破煤层(9)进行第一次爆破；步骤205、第二次爆破：沿工作面推进方向，由后向前起爆多个所述第二爆破面上的第二炮孔(8)，对当前开采节段的需爆破煤层(9)进行第二次爆破；步骤三、煤层开采：按照放顶煤开采方法且沿煤层走向由前向后对当前开采节段进行回采，直至完成当前开采节段的开采过程；步骤四、下一个开采节段开采：按照步骤一至步骤三中所述的方法，对下一个开采节段进行开采；步骤五、多次重复步骤四，直至完成所述急倾斜特厚煤层的全部开采过程；步骤201中进行需爆破煤层位置确定之前，先对当前开采节段的超前预爆区域进行确定；对当前开采节段的超前预爆区域进行确定时，根据当前回采工作面(11)的采动影响范围对所述超前预爆区域的前后端位置进行确定；所述超前预爆区域位于当前回采工作面(11)前方且其沿工作面推进方向上的长度L0＝L‑l0，所述超前预爆区域的前后端与当前回采工作面(11)的距离分别为L和l0；其中，l0为当前回采工作面(11)的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度；步骤202中多个所述爆破面均位于所述超前预爆区域内；步骤三中由前向后对当前开采节段进行开采时，所述进风巷(3)和回风巷(4)的内侧均留有一个护巷煤柱(6)，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱(6)之间；对当前开采节段的超前预爆区域进行确定时，还需根据预先设计的进风巷(3)和回风巷(4)内侧所留护巷煤柱(6)的宽度，对所述超前预爆区域的两侧边界线进行确定；所述超前预爆区域的两侧边界线分别为边界线L1和边界线L2，其中边界线L1为靠近进风巷(3)一侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷(4)一侧的边界线。