[發(fā)明專利]一種保護開拓巷道圍巖穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法

在審

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• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107956475A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃克軍;金聲堯;王蘇健;鄧增社;李亮;沈會初;王鵬;朱興攀;吳學(xué)明;薛衛(wèi)峰;王寧
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21D20/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于煤礦中采動影響控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保護開拓巷道圍巖穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法。

背景技術(shù)

巷道圍巖變形是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，巷道圍巖變形會增加施工難度，大大延長了工期，造成資金的浪費使成本增大，更嚴(yán)重者會使得工程終止。近年來，因巷道圍巖變形引起的生產(chǎn)事故屢次發(fā)生，是困擾煤炭事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵難題之一。總結(jié)分析近年來的研究成果，圍巖變形主要分為三類：巖體自身強度低引起的變形、埋深較大引起的變形、開采活動引起的變形。此三類圍巖變形在地下工程中都能見到，而由此產(chǎn)生的大變形巷道也普遍存在。

大巷作為服務(wù)全礦井或者一個開采水平的巷道，其使用年限較長，并且擔(dān)負(fù)著整個礦井的或一個開采水平的運輸、通風(fēng)、行人，大巷的圍巖穩(wěn)定性就更加尤為重要，因此控制大巷受采動影響對整個礦井的安全高效、持續(xù)性開采具有重要的意義和價值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種保護開拓巷道圍巖穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑方法，削弱大巷受采動影響，改善大巷圍巖應(yīng)力分布，延長大巷的使用年限，進而實現(xiàn)礦井的安全高效、持續(xù)性開采。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種保護開拓巷道圍巖穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，包括開設(shè)在當(dāng)前回采工作面的保護煤柱邊界與輔運大巷之間的卸壓巷，卸壓巷貫通當(dāng)前回采工作面，且卸壓巷的兩端開口設(shè)置有用于封堵卸壓巷的密閉墻，卸壓巷頂板上沿卸壓巷走向開設(shè)有預(yù)裂槽，預(yù)裂槽貫穿當(dāng)前回采工作面。

卸壓巷與輔運大巷、回風(fēng)大巷以及膠帶大巷平行設(shè)置。

卸壓巷開設(shè)在距離保護煤柱邊界5m～20m處，且距離當(dāng)前回采工作面采動區(qū)至少100m。

預(yù)裂槽需要貫穿當(dāng)前工作面頂板的冒落帶。

卸壓巷設(shè)置有用于支護頂板以及兩幫圍巖的簡易錨桿和錨索。

一種保護開拓巷道圍巖穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法，

首先，在當(dāng)前回采工作面的保護煤柱邊界與輔運大巷之間確定卸壓巷的開掘位置，卸壓巷開設(shè)在距離保護煤柱邊界5m～20m處，且距離當(dāng)前回采工作面采動區(qū)至少100m；

然后，沿平行于輔運大巷的方向開掘卸壓巷；開掘卸壓巷時，采用簡易錨桿和錨索對卸壓巷的兩幫圍巖及頂板進行支護；當(dāng)卸壓巷橫向貫通當(dāng)前回采工作面，且兩幫圍巖及頂板支護施工完成時，在卸壓巷內(nèi)進行頂板預(yù)裂施工；

最后，在卸壓巷頂板上沿卸壓巷走向形成貫穿當(dāng)前回采工作面的預(yù)裂槽，即完成頂板預(yù)裂施工，再在卸壓巷的兩端口施工密閉墻。

開掘卸壓巷與回采工作面采煤工作同步進行。

進行頂板預(yù)裂施工中，先施工頂板預(yù)裂孔，再采用高壓水對頂板進行壓裂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：減小了大巷保護煤柱所需的寬度，提高了工作面采出率，在卸壓巷內(nèi)設(shè)置頂板預(yù)裂孔，切斷回采工作面向大巷應(yīng)力傳遞層，回采工作面的采動應(yīng)力在卸壓巷內(nèi)也得到一定程度的釋放，同時，卸壓巷與大巷保護煤柱共同作用減少回風(fēng)大巷、膠帶大巷、輔運大巷受工作面的采動影響，延長了回風(fēng)大巷、膠帶大巷、輔運大巷的使用年限，節(jié)省了巷道維修時間、資金成本，對實現(xiàn)煤礦的安全高效開采具有重要意義。

進一步的，卸壓巷與輔運大巷、回風(fēng)大巷以及膠帶大巷平行設(shè)置，確保卸壓巷頂板壓裂后，在受本工作面采動影響時，充分發(fā)揮卸壓巷對頂板巖層采動應(yīng)力傳遞的切斷作用。

進一步的，卸壓巷開設(shè)在距離保護煤柱邊界5m～20m處，使回采工作面內(nèi)保護煤柱具有足夠的支承作用，遠離輔運大巷，減小卸壓巷開掘過程震動對輔運大巷產(chǎn)生的不利影響。

進一步的，卸壓巷內(nèi)設(shè)置有用于支護頂板以及兩幫圍巖的簡易錨桿和錨索，為開掘卸壓巷提供安全的開掘條件，同時避免開掘卸壓巷的成本。

進一步的，設(shè)置頂板預(yù)裂孔之后卸壓巷內(nèi)兩端構(gòu)筑有密閉墻，將卸壓巷與回風(fēng)順槽和運輸順槽隔離，防止有人員進入卸壓巷的同時，避免卸壓巷在卸壓時矸石落入回風(fēng)順槽和運輸順槽，防止卸壓巷串風(fēng)、漏風(fēng)及瓦斯集聚。

進一步的，進行頂板預(yù)裂軟化施工后的卸壓巷切斷了頂板采動應(yīng)力傳遞層，工作面采動影響應(yīng)力在卸壓巷內(nèi)得到釋放，大大削弱工作面采動應(yīng)力對大巷的影響。

進一步的，開掘卸壓巷與回采工作面采煤工作同步進行，提高開掘所用機械以及輔助運輸巷道和回風(fēng)巷道的效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明卸壓巷構(gòu)筑密閉墻之后的結(jié)構(gòu)示意圖。