[发明专利]一种近全岩保护层煤岩混采综采方法及设备选型配套

说明书

本发明提供一种近全岩保护层煤岩混采综采方法及设备选型配套，所述综采方法具体步骤如下：调研获取极薄煤层保护层煤层赋存情况地质参数，如开采保护层岩层厚度、岩层普氏硬度、煤层厚度等；依据保护层岩层厚度等参数综合评定，确定近距离极薄保护层工作面开采方案；根据开采方案选择综采配套设备；开始综采开采。所述设备选型配套包括对采煤机、刮板输送机、液压支架、工作机刮板输送机、转载机、乳化液泵以及其他配套设备的选型配套。本发明为了开采高瓦斯低透气性的被保护煤层，将仅含煤线厚夹矸的全岩或近全岩层设计为保护层，通过针对近全岩保护层煤岩混采综采进行设备选型配套及预裂爆破，实现对保护层煤岩的安全、经济开采。

技术领域

本发明属于爆破、采矿及岩土工程领域，具体涉及一种近全岩保护层煤岩混采综采方法及设备选型配套。

背景技术

煤炭在我国能源结构中占比60％以上，虽然这个比例在逐年下降，但到2020年这个比例仍将高于50％。，我国主要能源消耗在未来一段时间内仍长期依赖于煤炭资源。随着浅部煤炭枯竭，对煤炭的开采逐步走向深部化。随着开采深度的增加受深部岩体赋存环境影响，地质条件的复杂性增大，煤岩体在深部“高地应力、高地温、高瓦斯”赋存环境下，其本真物理力学属性、采动力学行为以及采动响应特征等与浅部煤层存在显著差异，煤层群开采条件煤层瓦斯压力、瓦斯含量、绝对瓦斯涌出量较浅部煤层大，且煤层透气性进一步降低导致原作为保护层开采的无突出危险煤层或突出危险性较小的煤层升级为突出煤层或强突出煤层，可供选择的煤层保护层越来越少，首采煤层难以选择、区域性瓦斯治理难度极大，传统煤层保护层开采方式遭到巨大挑战，此迫切需要寻求一种解决此类开采条件下区域性瓦斯治理难题的技术措施，并探索相关机理。

目前国内外对0.25m以下煤层及普氏系数7～9的岩石采主要用炮采工艺或刨煤机开采，综合机械化开采技术尚无成熟经验。近距离极薄保护层开采具有以下难点：(1)工作面由极薄煤层及厚岩层共同构成，近似于开采一个全岩保护层；(2)极薄煤层工作面采高1.8m左右，岩层厚度占开采厚度比例70％及以上，且岩层强度较高。

在近距离极薄保护层工作面夹矸厚度极大，工作面中岩层厚度大于0.8m的占整个保护层绝大部分，岩层的普氏硬度系数f在7～9之间，强度较高的情况下，保护层工作面开采难度大，难以采用传统综采直接开采。研究发现针对此类矸石含量较高的厚夹矸或近全岩工作面采煤机截齿损坏严重，更换频繁，采煤设备维修频率亦随之提高，回采进度受到严重影响，难以取得理想的技术经济效果。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种近全岩保护层煤岩混采设备选型配套方法及综采方法，通过优化提升近全岩保护层煤岩混采综采开采配套设备，设计预裂爆破参数，更好的达到预期保护层煤岩的安全切割、可靠运输的目的。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种近全岩保护层煤岩混采综采方法：具体步骤如下：

步骤1：调研获取极薄煤层保护层煤层赋存情况地质参数，包括开采保护层岩层厚度、岩层普氏硬度、煤层厚度、保护层与煤层距离、煤层倾角等；

步骤2：依据保护层岩层厚度等参数综合评定，确定近距离极薄保护层工作面开采方案；

步骤3：根据开采方案选择综采配套设备，配套设备依据近全岩保护层煤岩混采设备选型配套方法进行选择；

步骤4：开始综采开采。

进一步地，在步骤2中，当工作面岩层厚度在0.6m以下时，确定近距离极薄保护层工作面开采方案直接综采。

进一步地，在步骤2中，当工作面岩层厚度在0.6m及以上时，确定近距离极薄保护层工作面开采方案预裂爆破综采。

进一步地，预裂爆破的具体步骤为：

步骤21：预裂孔布置，包括预裂孔的数量、位置和角度；