[發(fā)明專利]一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310141992.5
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103195426A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何滿潮;孫曉明;楊曉杰;張國鋒;趙術(shù)江;李東發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21D20/02;E21F15/02
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;呂俊清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤層的開采方法，尤其與煤層傾角超過30°的堅硬頂板條件下的長壁工作面的煤層開采方法有關(guān)。

背景技術(shù)

為了提高推進(jìn)速度和高效生產(chǎn)，大傾角煤層的綜采已經(jīng)在我國取得較多的推廣和應(yīng)用，并取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，但是與大傾角煤層相對應(yīng)的沿空巷道維護(hù)技術(shù)嚴(yán)重滯后。目前大傾角煤層工作面主要采用巷旁砌筑矸石墻的方法進(jìn)行留巷和留煤柱開采的沿空巷道的維護(hù)。由于煤層傾角增大，煤層開采后，采場頂板也發(fā)生與水平煤層頂板不同的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。在傾斜堅硬頂板條件下，懸頂面積較水平煤層頂板大，會帶來采場壓力的加大，而采場壓力大造成沿空巷道很難維護(hù)。目前對于大傾角煤層開采下沿空巷道的維護(hù)主要采用留煤柱支撐采場懸露頂板，保護(hù)沿空巷道不被壓壞。但是這種方法不能很好解決和實(shí)現(xiàn)大傾角煤層長壁工作面堅硬頂板條件下的無煤柱開采，這是因?yàn)椋?/p>

若采用留煤柱維護(hù)沿空巷道時，留設(shè)煤柱過小，則煤柱難以支撐采場頂板壓力，起不到保護(hù)沿空巷道的作用，此時沿空巷道容易被壓壞，變形過大，不能使用；若留設(shè)煤柱過大，雖然可以支撐采場頂板壓力，但是會浪費(fèi)大量煤炭資源無法回采，造成資源損失和浪費(fèi)；并且留設(shè)煤柱會引起煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等嚴(yán)重災(zāi)害，造成設(shè)備損毀和人員的巨大傷亡，安全隱患巨大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種沿空巷道穩(wěn)定、變形小、實(shí)現(xiàn)無煤柱開采且成本低廉、安全性高的大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法，包括如下步驟：

（1）在煤層上挖掘兩個巷道作為首采面的上順槽巷道與下順槽巷道，所述上順槽巷道與下順槽巷道兩端分別通過另外兩巷道相互連通；

（2）在所述下順槽巷道內(nèi)頂板安裝恒阻大變形錨桿，并沿所述下順槽靠近所述開采面的一側(cè)向頂板上加工一排垂直聚能爆破孔，并實(shí)施爆破預(yù)裂，形成預(yù)裂切縫；

（3）沿所述下順槽靠近所述開采面的側(cè)壁架設(shè)支撐所述下順槽巷道內(nèi)頂板的柱體并在所述柱體靠近開采面的側(cè)面上貼設(shè)防護(hù)層；

（4）在所述開采面進(jìn)行回采，直至形成采空區(qū)，隨著煤層回采面的不斷擴(kuò)大，所述回采面的頂板最后沿所述一排垂直聚能爆破孔形成的預(yù)裂切縫發(fā)生垮落，并被阻擋在所述防護(hù)層之外；

（5）當(dāng)所述回采面的頂板滑落完成后，撤出所述下順槽巷道內(nèi)的所述柱體，并在所述下順槽的上幫掛網(wǎng)及噴射混凝土，形成封閉巖石和矸石表面的支護(hù)層；

（7）以原下順槽巷道位置自動形成的巷道作為下一開采面的上順槽巷道，并挖掘相對該上順槽巷道的下順槽巷道，形成新的開采面；

（8）重復(fù)所述步驟（2）-（7），連續(xù)開采煤炭，直至該煤層開采完畢。

進(jìn)一步，所述步驟（2）中，所述柱體為具有異形墊板的單體液壓柱。

進(jìn)一步，所述單體液壓柱頂端架設(shè)在所述恒阻大變形錨桿的槽鋼托梁內(nèi)。

進(jìn)一步，所述步驟（3）中，所述防護(hù)層為防護(hù)木排。

進(jìn)一步，所述步驟（6）中，所述可注漿恒阻長錨桿的設(shè)定注漿壓力為2MPa。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中在下順槽巷道內(nèi)頂板安裝恒阻大變形錨桿，并沿其上幫側(cè)加工一排垂直聚能爆破孔，沿其側(cè)壁架設(shè)柱體，并貼設(shè)防護(hù)層，以使采空區(qū)頂板沿預(yù)裂切縫垮落，并同時避免下順槽頂板遭到破壞，防止垮落小矸石進(jìn)入下順槽巷道，使得原下順槽巷道位置自動成巷，然后以該巷道為下一開采面的上順槽巷道繼續(xù)下一輪開采，每兩個開采面之間是連續(xù)的，無煤柱支撐，沿空巷道穩(wěn)定、變形小，也不會引起煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等嚴(yán)重災(zāi)害，成本低廉、安全性高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法中開采面結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖2為本發(fā)明一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法中開采面主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法中開采面回采后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法中開采面頂板垮落后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法中可注漿恒阻長錨桿注漿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一種大傾角煤層長壁工作面無煤柱開采方法中錨桿機(jī)和恒阻大變形錨桿連接示意圖；