一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置及采煤法
技术领域
本发明涉及采煤技术领域，具体涉及一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置及采煤法。
背景技术
条带式支巷采煤在实际开采中，因一直需要使用局部通风机进行通风的原因，当通风的双电源和双风机的都因故无法开启时，就会造成开采中无法通风，导致瓦斯等有害气体无法排除，现场职工无法呼吸氧气，从而造成重大的隐患和事故。在条带式支巷这种独头巷道进行采掘作业时，必须使用局部通风机，因此条带式支巷采煤法不是全风压通风的开采方式，实际上就是以掘代采，非常不利于煤矿安全生产。因此，迫切需要设计一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置及采煤法，以解决采煤过程中存在的通风不畅造成的隐患和事故的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置及采煤法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置，包括采煤区和巷道，所述采煤区设有若干煤层的条带，以及和煤层的条带隔层分布的若干煤层的煤柱，煤层的条带设有且不限于条带一、条带二、条带三、条带四、条带五，煤层的煤柱且在条带一、条带二、条带三、条带四、条带五之间夹设有且不限于煤柱一、煤柱二、煤柱三、煤柱四，采煤区下部设有巷道的进风巷，采煤区上部设有回风巷，回风巷一端连通回风巷联络巷道，采煤区一侧外部设有运煤方向向上的采区上山运煤巷道，采区上山运煤巷道连通进风巷且与回风巷交错分布；
煤层的条带内通过钻机钻设有上下连通进风巷和回风巷的通风眼，靠近带有通风眼的条带一侧的煤柱的上部回风巷内设有上风门和调节风窗，煤柱的下部进风巷内设有下风门和调节风窗，用于控制风从通风眼中上下流通。
具体的是，所述采煤区根据煤层的倾角按仰采方式开采，煤层的倾角为仰采倾角，仰采倾角采用4-20度。
具体的是，所述仰采方式的开采方向为进风巷向回风巷。
具体的是，所述煤层的条带从下到上的开采长度为50-80m，煤层的条带的开采宽度为4-15m。
具体的是，所述煤层的条带和进风巷的开采夹角为110-140度。
具体的是，所述采区上山运煤巷道和进风巷中安装有煤炭运输设备，用于按运煤方向运出煤炭。
具体的是，所述通风眼的直径为0.4-1m。
一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置的采煤法，包括以下步骤：
1)采煤区根据煤层的倾角按仰采方式开采完成条带一，在煤柱一的下端头安装下风门和调节风窗，在煤柱一的上端头安装上风门和调节风窗；正常的通风从在进风巷到下风门和调节风窗，经过条带一的采空区到上风门和调节风窗，经回风巷到回风巷联络巷道，形成全风压通风；
2)施工开采条带二，把钻机安装在进风巷正对开采条带二的位置开始打通风眼，钻机沿着条带二工作面向上的方向打通风眼直到贯通整个条带二；
3)当煤层硬度较高，不容易塌陷时，条带二的通风眼贯通后准备回撤钻杆时，随着回撤钻杆，把短管往钻杆回撤方向安装，当钻杆完全撤出时，整个钻孔内已全部安装敷设完通风管路形成通风眼；
4)当煤层硬度较低，容易塌陷时，条带二从下往上通过钻机打通风眼的同时将短管套设在钻杆外部，顺着钻杆方向伸入钻孔内，钻杆连接增长长度，钻完一节钻杆的长度同时安装相同长度短管，整个钻孔内已全部安装敷设完通风管路形成通风眼；
5)同时，把下风门和调节风窗、上风门和调节风窗关闭，新鲜的风流随着进风巷，通过开采条带二内的通风管路，再通过回风巷，再进入回风巷联络巷道，由此又形成全风压通风；
6)在进风巷对应开采条带二的位置，采用采掘设备实施采煤作业，随着开采的推进，把通风管路周围的煤都采出，每采到管路连接处把通风管路拆卸拿开，然后继续采煤，如此重复，直至开采完整个条带二，在整个条带二的开采中一直是全风压通风；
7)开采完条带二后，在煤柱二的上下端头设置和煤柱一上下端头一样的下风门和调节风窗、上风门和调节风窗，整个工作面保留正常的全风压通风；
8)再把钻机安装在进风巷正对开采条带三的位置开始打通风眼，重复第2到7条，开采完条带三，如此重复，完成条带四、条带五直至整个工作面的条带开采。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的钻孔式全风压通风条带式采煤装置及采煤法主要是在整个的采煤区段，按照条带式支巷布置工作面，工作面形成后在开采过程中不需要局部通风机进行通风，而是靠整个矿井的通风系统实现有效的全风压通风；不存在因使用局部通风时，当双电源和双风机的都因故无法开启时而造成无法通风的问题；在条带式支巷采煤中实现了全风压通风，杜绝了用局部通风机进行通风实施采掘作业带来的风险和安全隐患，实现的安全的通风，确保了安全生产。
附图说明
图1是钻孔式全风压通风条带式采煤装置的结构示意图。
图2是图1的A-A向的剖面结构示意图。
图3是图1的B-B向的剖面结构示意图。
图中：1-采区上山运煤巷道；2-回风巷联络巷道；3-进风巷；4-回风巷；5-开采方向；6-仰采倾角；7-开采夹角；8-运煤方向；9-下风门和调节风窗；10-上风门和调节风窗；11-通风眼；12-条带一；13-条带二；14-条带三；15-条带四；16-条带五；17-煤柱一；18-煤柱二；19-煤柱三；20-煤柱四。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置，包括采煤区和巷道，采煤区设有若干煤层的条带，以及和煤层的条带隔层分布的若干煤层的煤柱，煤层的条带设有且不限于条带一12、条带二13、条带三14、条带四15、条带五16并依次排列类推，煤层的煤柱且在条带一12、条带二13、条带三14、条带四15、条带五16之间夹设有且不限于煤柱一17、煤柱二18、煤柱三19、煤柱四20并依次排列类推，采煤区下部设有巷道的进风巷3，采煤区上部设有回风巷4，回风巷4一端连通回风巷联络巷道2，采煤区一侧外部设有运煤方向向上的采区上山运煤巷道1。
煤层的条带内通过钻机钻设有上下连通进风巷3和回风巷4的通风眼11，靠近带有通风眼11的条带一侧的煤柱的上部回风巷4内设有上风门和调节风窗10，煤柱的下部进风巷3内设有下风门和调节风窗9，用于控制风从通风眼11中上下流通。
采区上山运煤巷道1连通进风巷3且与回风巷4交错分布，用于风从采区上山运煤巷道1进入进风巷3，然后通过下风门和调节风窗9、开采完的条带、上风门和调节风窗10(或者通过通风眼11)进入回风巷4，最后进入回风巷联络巷道2，形成全风压通风。
采煤区根据煤层的倾角按仰采方式开采，煤层的倾角为仰采倾角6，仰采倾角6采用4-20度，这样钻机打眼时，煤的粉末和颗粒在有倾角的状态下能及时随钻杆的转动而自行出来。按照进风巷3在下，回风巷4在上的方式布置；开采条带时由下到上进行施工，也就是说从进风巷3到回风巷4的开采方向，布置成仰采条带式开采工作面，既开采方向5指示的方向开采；条带工作面的长度按照50-80m确定，宽度根据顶底板的状况按照4-15m确定。开采条带和进风巷3的开采夹角7布置的角度在110到140度之间，主要是保证采掘设备有足够的拐弯半径顺利的进入到开采条带工作面。采区上山运煤巷道和进风巷中安装有煤炭运输设备，用于按运煤方向运出煤炭。通风眼的直径为0.4-1m，钻杆的长度和通风管路的长度一致均采用3-6m。
一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置的采煤法，包括以下步骤：
1)采煤区根据煤层的倾角按仰采方式开采完成条带一12，在煤柱一17的下端头安装下风门和调节风窗9，在煤柱一17的上端头安装上风门和调节风窗10；以保证正常的通风从在进风巷3到下风门和调节风窗9，经过条带一12的采空区到上风门和调节风窗10，经回风巷4到回风巷联络巷道2，形成全风压通风；
2)施工开采条带二13，把钻机安装在进风巷3正对开采条带二12的位置开始打通风眼11，钻机沿着条带二13工作面向上的方向打通风眼11直到贯通整个条带二13；
3)当煤层硬度较高，不容易塌陷时，条带二13的通风眼11贯通后准备回撤钻杆时，在回风巷4对应开采条带二13的位置准备好直径0.4-1m，长度在3-6m的多节短管；随着回撤钻杆，把短管往钻杆回撤方向安装，短管直径用螺纹连接，当钻杆完全撤出时，整个钻孔内已全部安装敷设完通风管路形成通风眼11；
4)当煤层硬度较低，容易塌陷时，条带二13从下往上通过钻机打通风眼11的同时将短管套设在钻杆外部，顺着钻杆方向伸入钻孔内，钻杆连接增长长度，钻完一节钻杆的长度同时安装相同长度短管，整个钻孔内已全部安装敷设完通风管路形成通风眼11；
5)同时，把下风门和调节风窗9、上风门和调节风窗10关闭，新鲜的风流随着进风巷3，通过开采条带二13内的通风管路，再通过回风巷4，再进入回风巷联络巷道2，由此又形成全风压通风，此时为减少条带一12采空区的串风和开采后顶板的压力，可对条带一12的采空区用膏体或高水材料等方式进行充填；
6)在进风巷3对应开采条带二13的位置，采用采掘设备实施采煤作业，随着开采的推进，把通风管路周围的煤都采出，每采到管路连接处把通风管路拆卸拿开，然后继续采煤，如此重复，直至开采完整个条带二13，在整个条带二13的开采中一直是全风压通风；
7)开采完条带13后，在煤柱二18的上下端头设置和煤柱一17上下端头一样的下风门和调节风窗9、上风门和调节风窗10，整个工作面保留正常的全风压通风；
8)再把钻机安装在进风巷3正对开采条带三14的位置开始打通风眼11，重复第2到7条，开采完条带三14，如此重复，完成条带四15、条带五16直至整个工作面的条带开采。
一种钻孔式全风压通风条带式采煤装置及采煤法主要是在整个的采煤区段，按照条带式支巷布置工作面，工作面形成后在开采过程中不需要局部通风机进行通风，而是靠整个矿井的通风系统实现有效的全风压通风；不存在因使用局部通风时，当双电源和双风机的都因故无法开启时而造成无法通风。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
