近距离煤层协调开采方法与流程

1.本发明涉及煤层开采领域。更具体地说，本发明涉及一种近距离煤层协调开采方法。

背景技术：

2.随着我国东部煤炭资源的长期高强开采，东部煤炭资源已经逐渐面临枯竭，煤炭资源开发重点逐渐向西部转移。西部矿区煤炭资源埋藏较浅，呈多煤层赋存状态，且煤层间煤质区分较大，需要多煤层配采实现矿区经济效益最大化。受地质条件等影响，部分矿井常采用单翼开采方式开采井田内煤炭资源，由此带来的采掘接替效率低下，工作面受采动影响严重等问题，严重制约矿井生产效率，影响煤矿的安全生产。
3.目前，针对此类问题，在申请号为201910302735.2的发明专利中公开了一种近距离煤层上下逐替协同开采方法，在该方法中依据煤质条件及市场需求确定主采煤层与配采煤层，沿主采煤层底板掘进首采面运输平巷与回风平巷，同时在配采煤层应力降低区内布置配采面回采巷道，当主采面回采一定距离时，再回采配采面，重复以上开采顺序直至近距离煤层回采完毕，然而通过上述方法的附图可知，上述方法中主采煤层a1工作面采完，还需要提前掘进a2工作面的上下顺槽，然后再开a2工作面的切眼，因此掘进长度长，开切眼工序多，另外从图中还不难看出，同一煤层的相邻采区间还留有煤柱，资源无法完全开采利用。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种近距离煤层协调开采方法，通过在上下煤层设计不同的回采方向，搭配上下煤层内错或外错的巷道布置，实现上部煤层缩短掘进长度，减少开切眼次数，及上下煤层无预留煤柱的近距离煤层协调开采。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种近距离煤层协调开采方法，其包括：
6.沿上部煤层或其顶底板布置第一运输巷和第一轨道巷，在上部煤层中掘进与第一运输巷连通的上运输顺槽及掘进与第一轨道巷连通的上轨道顺槽，在上运输顺槽和上轨道顺槽间掘进上切眼以连通上运输顺槽和上轨道顺槽，所述上切眼接近上运输顺槽和上轨道顺槽的末端，以在上切眼一侧形成上部煤层小采区，另一侧形成上部煤层大采区，在上切眼中设置支护形成上部煤层回采巷道；
7.沿下部煤层或其顶底板布置第二运输巷和第二轨道巷，在下部煤层边界一侧掘进与第二运输巷连通的下部煤层运煤上山及掘进与第二轨道巷连通的下部煤层轨道上山，下部煤层轨道上山的巷道深于下部煤层运煤上山的，下部煤层运煤上山和下部煤层轨道上山的巷道走向与上运输顺槽和上轨道顺槽的相同，在下部煤层运煤上山的末端掘进第一下运输顺槽，第一下运输顺槽的首端与下部煤层轨道上山的巷道连通，在下部煤层轨道上山的末端掘进第一下轨道顺槽，第一下运输顺槽和第一下轨道顺槽的巷道走向与上切眼的相同，第一下运输顺槽与上切眼相错布置，在第一下运输顺槽和第一下轨道顺槽间掘进第一
下切眼，第一下切眼的巷道走向与上切眼的垂直且第一下切眼与上运输顺槽相错，第一下切眼接近第一下运输顺槽和第一下轨道顺槽的末端，以在第一下切眼一侧形成第一下部煤层小采区，另一侧形成第一下部煤层大采区，在第一下切眼中设置支护形成第一下部煤层回采巷道。
8.优选的是，所述近距离煤层协调开采方法还包括：
9.对上部煤层大采区进行回采，同时对第一下部煤层小采区进行回采，对上部煤层回采巷道和第一下部煤层回采巷道沿空留巷，当第一下部煤层小采区采完后，对第一下部煤层小采区顶板采取直接垮落的处理方式；
10.当上部煤层大采区的采空区越过第一下运输顺槽后，开始对上部煤层小采区进行回采，同时继续进行上部煤层大采区的回采，直至上部煤层大采区和上部煤层小采区均采完，再对上部煤层顶板采取直接垮落的处理方式；
11.对第一下部煤层大采区进行回采，直至第一下部煤层大采区采完，对第一下运输顺槽沿空留巷，再对第一下部煤层小采区顶板、第一下部煤层大采区顶板、第一下部煤层回采巷道顶板和第一下轨道顺槽顶板采取直接垮落的管理方式；
12.在下部煤层运煤上山的巷道中部掘进第二下运输顺槽，第二下运输顺槽的巷道走向与第一下运输顺槽的相同，以第一下运输顺槽作为第二下轨道顺槽，在第二下轨道顺槽和第二下运输顺槽末端间掘进第二下切眼，以形成与第一下部煤层小采区和第一下部煤层大采区相邻的第二下部煤层采区的工作面；
13.对第二下部煤层采区进行回采，直至第二下部煤层采区采完。
14.优选的是，所述上切眼和第一下运输顺槽的错距为10米，所述第一下切眼与上运输顺槽的错距为8米。
15.优选的是，所述上部煤层小采区和第一下部煤层小采区采用炮采或者普采的方式进行回采，所述上部煤层大采区、第一下部煤层大采区和第二下部煤层采区采用综采的方式进行回采。
16.优选的是，所述上切眼中靠近上部煤层小采区的一侧采用液压支架支护，所述上切眼中靠近上部煤层大采区的一侧采用综采设备自带支护。
17.优选的是，上部煤层回采巷道沿空留巷的方法包括：随着上部煤层大采区回采工作面的向前推进，在上部煤层大采区的综采设备后方构筑墙体支护从而与上切眼中靠近上部煤层小采区的一侧液压支架支护共同形成沿空留巷。
18.优选的是，所述第一下切眼中靠近第一下部煤层小采区的一侧采用液压支架支护，所述第一下切眼中靠近第一下部煤层大采区的一侧采用综采设备自带支护。
19.优选的是，第一下部煤层回采巷道沿空留巷的方法包括：随着第一下部煤层小采区回采工作面的向前推进，在第一下部煤层小采区的液压支架支护后方构筑墙体支护，从而与第一下切眼中靠近第一下部煤层大采区的一侧综采设备自带支护共同形成沿空留巷。
20.优选的是，所述墙体支护由高水材料砌筑成夹墙，夹墙外壁贴附塑料膜以阻止其与空气接触，夹墙中设置有通风管，所述通风管管壁上均匀间隔的开设有气孔，当需要对采空区顶板进行垮落时，通过向通风管内通入二氧化碳使高水材料碳化分解，从而解除对采空区顶板的支撑，使采空区顶板自然垮落。
21.本发明至少包括以下有益效果：上部煤层仅需开设一次切眼就能完成整层煤层的
回采任务，因此上部煤层无需多次掘进运输顺槽和轨道顺槽，大大缩短了上部煤层的巷道掘进长度。同时上部煤层大采区没有分割，故采用综采方式能一采到底，回采连续性好。另外在上部煤层进行回采的同时，还对第一下部煤层小采区进行了回采，且上部煤层的小大采区也有同采，故回采效率得到提升。又第一下部煤层小采区与上部煤层小采区的重叠面积小，故先回采第一下部煤层小采区，再回采上部煤层小采区的上行开采对上部煤层小采区的覆岩影响小，还方便疏散上部煤层小采区的地下水和瓦斯气。再者，在各个煤层的采空区采取顶板垮落的处理方式使每个煤层覆岩的应力得到释放，故无需设置煤柱，能最大程度的开采煤层。
22.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
23.图1为本发明实施例所述近距离煤层协调开采方法中上部煤层和下部煤层的巷道掘进及上部煤层大采区和第一下部煤层小采区同时回采的示意图；
24.图2为本发明实施例所述近距离煤层协调开采方法中上部煤层大采区和上部煤层小采区同时回采的示意图；
25.图3为本发明实施例所述近距离煤层协调开采方法中第一下部煤层大采区回采的示意图；
26.图4为本发明实施例所述近距离煤层协调开采方法中第二下部煤层采区回采的示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
28.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.本发明提供一种近距离煤层协调开采方法，其包括：
30.如图1所示，沿上部煤层或其顶底板布置第一运输巷1和第一轨道巷2，在上部煤层中掘进与第一运输巷1连通的上运输顺槽3及掘进与第一轨道巷2连通的上轨道顺槽4，在上运输顺槽3和上轨道顺槽4间掘进上切眼5以连通上运输顺槽3和上轨道顺槽4，所述上切眼5接近上运输顺槽3和上轨道顺槽4的末端，以在上切眼5一侧形成上部煤层小采区6，另一侧形成上部煤层大采区7，在上切眼5中设置支护形成上部煤层回采巷道；
31.沿下部煤层或其顶底板布置第二运输巷8和第二轨道巷9，在下部煤层边界一侧掘进与第二运输巷8连通的下部煤层运煤上山10及掘进与第二轨道巷9连通的下部煤层轨道上山11，下部煤层轨道上山11的巷道深于下部煤层运煤上山10的，下部煤层运煤上山10和
下部煤层轨道上山11的巷道走向与上运输顺槽3和上轨道顺槽4的相同，在下部煤层运煤上山10的末端掘进第一下运输顺槽12，第一下运输顺槽12的首端与下部煤层轨道上山11的巷道连通，在下部煤层轨道上山11的末端掘进第一下轨道顺槽13，第一下运输顺槽12和第一下轨道顺槽13的巷道走向与上切眼5的相同，第一下运输顺槽12与上切眼5相错布置，在第一下运输顺槽12和第一下轨道顺槽13间掘进第一下切眼，第一下切眼的巷道走向与上切眼5的垂直且第一下切眼与上运输顺槽3相错，第一下切眼接近第一下运输顺槽12和第一下轨道顺槽13的末端，以在第一下切眼一侧形成第一下部煤层小采区15，另一侧形成第一下部煤层大采区16，在第一下切眼中设置支护形成第一下部煤层回采巷道；
32.对上部煤层大采区7进行回采，同时对第一下部煤层小采区15进行回采，对上部煤层回采巷道和第一下部煤层回采巷道沿空留巷，当第一下部煤层小采区15采完后，对第一下部煤层小采区15顶板采取直接垮落的处理方式；
33.如图2和图3所示，当上部煤层大采区7的采空区越过第一下运输顺槽12后，开始对上部煤层小采区6进行回采，同时继续进行上部煤层大采区7的回采，直至上部煤层大采区7和上部煤层小采区6均采完，再对上部煤层顶板采取直接垮落的处理方式；
34.对第一下部煤层大采区16进行回采，直至第一下部煤层大采区16采完，对第一下运输顺槽12沿空留巷，再对第一下部煤层小采区15顶板、第一下部煤层大采区16顶板、第一下部煤层回采巷道顶板和第一下轨道顺槽13顶板采取直接垮落的管理方式；
35.如图4所示，在下部煤层运煤上山10的巷道中部掘进第二下运输顺槽17，第二下运输顺槽17的巷道走向与第一下运输顺槽12的相同，以第一下运输顺槽12作为第二下轨道顺槽，在第二下轨道顺槽和第二下运输顺槽17末端间掘进第二下切眼18，以形成与第一下部煤层小采区15和第一下部煤层大采区16相邻的第二下部煤层采区19的工作面；
36.对第二下部煤层采区19进行回采，直至第二下部煤层采区19采完。
37.上述实施例中采取一进一回的通风系统，上部煤层中空气的流动方向为：第一运输巷1
→
上运输顺槽3
→
上切眼5
→
下轨道顺槽
→
第一轨道巷2。下部煤层中新鲜风流的流动方向为：第二运输巷8
→
下部煤层运煤上山10
→
第一下运输顺槽12
→
第一下切眼
→
第一下轨道顺槽13
→
下部煤层轨道上山11
→
第二轨道巷9，以及第二运输巷8
→
下部煤层运煤上山10
→
第二下运输顺槽17
→
第二下切眼18
→
第二下轨道顺槽
→
下部煤层轨道上山11
→
第二轨道巷9。
38.上述实施例中原煤的运输过程包括：上部煤层原煤的运输过程为：上切眼5
→
上运输顺槽3
→
第一运输巷1。下部煤层原煤的运输过程为：第一下切眼
→
第一下运输顺槽12
→
下部煤层运煤上山10
→
第二运输巷8，以及第二下切眼18
→
第二下运输顺槽17
→
下部煤层运煤上山10
→
第二运输巷8。
39.上部煤层中，矿井下工作人员沿第一轨道巷2和上轨道顺槽4进入上切眼5巷道进行工作。下部煤层中，矿井下工作人员沿第二轨道巷9、下部煤层轨道上山11、第一下轨道顺槽13进入第一下切眼巷道进行工作，及沿第二轨道巷9、下部煤层轨道上山11、第二下轨道顺槽进入第二下切眼18巷道进行工作。
40.上述实施例中，由于上部煤层仅需开设一次切眼就能完成整层煤层的回采任务，因此上部煤层无需多次掘进运输顺槽和轨道顺槽，大大缩短了上部煤层的巷道掘进长度。同时上部煤层大采区7没有分割，故采用综采方式能一采到底，回采连续性好。另外在上部
煤层进行回采的同时，还对第一下部煤层小采区15进行了回采，且上部煤层的小大采区也有同采时段，故回采效率得到提升。又第一下部煤层小采区15与上部煤层小采区6的重叠面积小，故先回采第一下部煤层小采区15，再回采上部煤层小采区6的上行开采对上部煤层小采区6的覆岩影响小，还方便疏散上部煤层小采区6的地下水和瓦斯气。再者，在各个煤层的采空区采取顶板垮落的处理方式使每个煤层覆岩的应力得到释放，故无需设置煤柱，能最大程度的开采煤层。
41.上述实施例的一个较优的实施方式中，所述上切眼5和第一下运输顺槽12的错距为10米，所述第一下切眼与上运输顺槽3的错距为8米，这里的错距设置综合考虑了上部煤层的底板(也是下部煤层的顶板)的矿山压力的变化，保证了在开采过程中的安全性。
42.上述实施例的一个较优的实施方式中，所述上部煤层小采区6和第一下部煤层小采区15采用炮采或者普采的方式进行回采，所述上部煤层大采区7、第一下部煤层大采区16和第二下部煤层采区19采用综采的方式进行回采，由于小采区原煤储量小，进行炮采能够充分发挥其投资少、适应性强、操作和管理简单的优势，而大采区原煤储量大，进行综采能充分发挥其高产高效的优点。
43.上述实施例的一个较优的实施方式中，所述上切眼5中靠近上部煤层小采区6的一侧采用液压支架支护，所述上切眼5中靠近上部煤层大采区7的一侧采用综采设备自带支护。
44.具体的，上部煤层回采巷道沿空留巷的方法包括：随着上部煤层大采区7回采工作面的向前推进，在上部煤层大采区7的综采设备后方构筑墙体支护从而与上切眼5中靠近上部煤层小采区6的一侧液压支架支护共同形成沿空留巷。
45.上述支护方式和沿空留巷方式操作简单，容易实现，无需采取特殊设备，达到了少掘进巷道、增加煤炭资源回收的效果。
46.上述实施例的一个较优的实施方式中，所述第一下切眼中靠近第一下部煤层小采区15的一侧采用液压支架支护，所述第一下切眼中靠近第一下部煤层大采区16的一侧采用综采设备自带支护。
47.具体的，第一下部煤层回采巷道沿空留巷的方法包括：随着第一下部煤层小采区15回采工作面的向前推进，在第一下部煤层小采区15的液压支架支护后方构筑墙体支护，从而与第一下切眼中靠近第一下部煤层大采区16的一侧综采设备自带支护共同形成沿空留巷。
48.上述支护方式和沿空留巷方式操作简单，容易实现，无需采取特殊设备，达到了少掘进巷道、增加煤炭资源回收的效果。
49.上述实施例的一个较优的实施方式中，所述墙体支护由高水材料砌筑成夹墙，夹墙外壁贴附塑料膜以阻止其与空气接触，夹墙中设置有通风管，所述通风管管壁上均匀间隔的开设有气孔，当需要对采空区顶板进行垮落时，通过向通风管内通入二氧化碳使高水材料碳化分解，从而解除对采空区顶板的支撑，使采空区顶板自然垮落。
50.上述墙体支护设置方式可通过通入二氧化碳使墙体分解垮塌，从而避免了墙体遗留而产生的应力集中，使得煤层顶板能自然垮落，充分释放了煤层周围的覆岩应力。
51.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：

1.一种近距离煤层协调开采方法，其特征在于，包括：沿上部煤层或其顶底板布置第一运输巷和第一轨道巷，在上部煤层中掘进与第一运输巷连通的上运输顺槽及掘进与第一轨道巷连通的上轨道顺槽，在上运输顺槽和上轨道顺槽间掘进上切眼以连通上运输顺槽和上轨道顺槽，所述上切眼接近上运输顺槽和上轨道顺槽的末端，以在上切眼一侧形成上部煤层小采区，另一侧形成上部煤层大采区，在上切眼中设置支护形成上部煤层回采巷道；沿下部煤层或其顶底板布置第二运输巷和第二轨道巷，在下部煤层边界一侧掘进与第二运输巷连通的下部煤层运煤上山及掘进与第二轨道巷连通的下部煤层轨道上山，下部煤层轨道上山的巷道深于下部煤层运煤上山的，下部煤层运煤上山和下部煤层轨道上山的巷道走向与上运输顺槽和上轨道顺槽的相同，在下部煤层运煤上山的末端掘进第一下运输顺槽，第一下运输顺槽的首端与下部煤层轨道上山的巷道连通，在下部煤层轨道上山的末端掘进第一下轨道顺槽，第一下运输顺槽和第一下轨道顺槽的巷道走向与上切眼的相同，第一下运输顺槽与上切眼相错布置，在第一下运输顺槽和第一下轨道顺槽间掘进第一下切眼，第一下切眼的巷道走向与上切眼的垂直且第一下切眼与上运输顺槽相错，第一下切眼接近第一下运输顺槽和第一下轨道顺槽的末端，以在第一下切眼一侧形成第一下部煤层小采区，另一侧形成第一下部煤层大采区，在第一下切眼中设置支护形成第一下部煤层回采巷道。2.如权利要求1所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，还包括：对上部煤层大采区进行回采，同时对第一下部煤层小采区进行回采，对上部煤层回采巷道和第一下部煤层回采巷道沿空留巷，当第一下部煤层小采区采完后，对第一下部煤层小采区顶板采取直接垮落的管理方式；当上部煤层大采区的采空区越过第一下运输顺槽后，开始对上部煤层小采区进行回采，同时继续进行上部煤层大采区的回采，直至上部煤层大采区和上部煤层小采区均采完，再对上部煤层顶板采取直接垮落的处理方式；对第一下部煤层大采区进行回采，直至第一下部煤层大采区采完，对第一下运输顺槽沿空留巷，再对第一下部煤层小采区顶板、第一下部煤层大采区顶板、第一下部煤层回采巷道顶板和第一下轨道顺槽顶板采取直接垮落的处理方式；在下部煤层运煤上山的巷道中部掘进第二下运输顺槽，第二下运输顺槽的巷道走向与第一下运输顺槽的相同，以第一下运输顺槽作为第二下轨道顺槽，在第二下轨道顺槽和第二下运输顺槽末端间掘进第二下切眼，以形成与第一下部煤层小采区和第一下部煤层大采区相邻的第二下部煤层采区的工作面；对第二下部煤层采区进行回采，直至第二下部煤层采区采完。3.如权利要求2所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，所述上切眼和第一下运输顺槽的错距为10米，所述第一下切眼与上运输顺槽的错距为8米。4.如权利要求2所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，所述上部煤层小采区和第一下部煤层小采区采用炮采或者普采的方式进行回采，所述上部煤层大采区、第一下部煤层大采区和第二下部煤层采区采用综采的方式进行回采。5.如权利要求4所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，所述上切眼中靠近上部煤层小采区的一侧采用液压支架支护，所述上切眼中靠近上部煤层大采区的一侧采用综采
设备自带支护。6.如权利要求5所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，上部煤层回采巷道沿空留巷的方法包括：随着上部煤层大采区回采工作面的向前推进，在上部煤层大采区的综采设备后方构筑墙体支护从而与上切眼中靠近上部煤层小采区的一侧液压支架支护共同形成沿空留巷。7.如权利要求4所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，所述第一下切眼中靠近第一下部煤层小采区的一侧采用液压支架支护，所述第一下切眼中靠近第一下部煤层大采区的一侧采用综采设备自带支护。8.如权利要求7所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，第一下部煤层回采巷道沿空留巷的方法包括：随着第一下部煤层小采区回采工作面的向前推进，在第一下部煤层小采区的液压支架支护后方构筑墙体支护，从而与第一下切眼中靠近第一下部煤层大采区的一侧综采设备自带支护共同形成沿空留巷。9.如权利要求6或8所述的近距离煤层协调开采方法，其特征在于，所述墙体支护由高水材料砌筑成夹墙，夹墙外壁贴附塑料膜以阻止其与空气接触，夹墙中设置有通风管，所述通风管管壁上均匀间隔的开设有气孔，当需要对采空区顶板进行垮落时，通过向通风管内通入二氧化碳使高水材料碳化分解，从而解除对采空区顶板的支撑，使采空区顶板自然垮落。

技术总结

本发明公开了一种近距离煤层协调开采方法，包括：上部煤层和下部煤层的巷道设计、上部煤层和下部煤层的回采顺序以及沿空留巷的巷道支护方式和顶板管理方式。本发明通过在上下煤层设计不同的回采方向，搭配上下煤层内错或外错的巷道布置，实现上部煤层缩短掘进长度，减少开切眼次数，及上下煤层无预留煤柱的近距离煤层协调开采。离煤层协调开采。离煤层协调开采。