急倾斜煤层是广泛赋存于我国西部、南部等地区的复杂难采煤层,研发新型急倾斜煤层流态化无人开采方法对保障急倾斜煤层安全生产意义重大。为实现反循环连续式流态化开采,本文提出了一种深部急倾斜煤层流态化反循环钻采设备及工艺,设计了急倾斜煤层流态化反循环钻采一体机,论述了该钻采一体机的组成、架设方式和基本工作原理;提出了钻采平行作业工序,并解算了该反循环钻采方法的采煤工效、遗煤率、水射流辅助割煤和冲蚀落煤效率。结果表明,反循环钻采刀盘的直径越大,工作面采出率越高;在设计开采孔之间的重叠距离时,需要根据实际地质条件和目标采出率选用刀盘直径和开采孔重叠长度,保证较高的煤炭采出率;煤炭年产量随着刀盘推进速度的加快线性增加;钻采速度参数的选择和高压水射流辅助割煤工序对煤炭产量的提升具有重要影响。

1 急倾斜煤层流态化反循环钻采工作基本原理
2 关键装备及技术
2.1 反循环钻采一体机的组成
2.2 反循环钻采工作方式
2.2.1 钻采一体机的架设方式
2.2.2 钻采平行作业
(1) 安装和调试。
(2) 初次导孔钻进。
(3) 钻采并行作业。
(4)推进钻机和移装刀盘。
2.2.3 反循环开采刀盘割煤方式
3 流态化反循环钻采工艺
(1) 采煤工序。
(2) 运煤工序。
(3) 智能化控制。
(4) 辅助运输系统。
(5) 采充作业工序。
(6) 通风管理。
4 反循环钻采产量评估
4.1 反循环钻采工作面重叠距离及遗煤率概算
4.2 反循环开采煤炭年产量概算
5 结论与展望