[發(fā)明專(zhuān)利]一種傾斜特厚煤層巷頂沿空掘巷非對(duì)稱(chēng)錨稈支護(hù)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810647460.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108843354A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王朋飛;馮國(guó)瑞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D20/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D20/00;E21D21/00
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明涉及煤炭開(kāi)采領(lǐng)域，具體是一種傾斜特厚煤層巷頂沿空掘巷非對(duì)稱(chēng)錨稈支護(hù)方法。包括以下步驟：第一步：采用錯(cuò)層位巷道布置方法，在相鄰區(qū)段的同一層煤層中，將連接回采工作面兩端的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷分別布置在特厚煤層的不同層位，進(jìn)風(fēng)巷沿頂板，回風(fēng)巷沿底板；第二步：將接續(xù)工作面的回風(fēng)巷以?xún)?nèi)錯(cuò)式的方式布置在已開(kāi)采區(qū)段下部采空區(qū)邊緣下方，形成巷頂沿空掘巷，通過(guò)調(diào)整內(nèi)錯(cuò)距離；第三步：具體設(shè)計(jì)錨桿或錨索支護(hù)方案。本發(fā)明降低了支護(hù)成本，提高了成巷速率，礦井安全得到保障，有利于高產(chǎn)高效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭開(kāi)采領(lǐng)域，具體是一種傾斜特厚煤層巷頂沿空掘巷非對(duì)稱(chēng)錨稈支護(hù)方法。

背景技術(shù)

我國(guó)習(xí)慣上把厚度大于8m的煤層稱(chēng)為特厚煤層。除神東礦區(qū)少數(shù)幾個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)特大型礦井大采高工作面可以達(dá)到8m外，我國(guó)特厚煤層開(kāi)采普遍采用放頂煤開(kāi)采方法。

但傳統(tǒng)放頂煤開(kāi)采存在丟煤較多、留煤柱回收率低等特點(diǎn)，以及存在防治火災(zāi)、瓦斯排放、粉塵治理比較嚴(yán)重的問(wèn)題，工作面面兩端的順槽沿底板同一層位布置，受區(qū)段煤柱影響，工作面端頭支護(hù)和下區(qū)段巷道維護(hù)困難。

對(duì)于傾斜煤層，還存在采煤設(shè)備穩(wěn)定性問(wèn)題，工作面采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)易下滑，液壓支架易發(fā)生傾倒，刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接遠(yuǎn)，中間的三角煤割不透，嚴(yán)重影響工作面的安全高效生產(chǎn)。

如圖1所示，傾斜特厚煤層錯(cuò)層位內(nèi)錯(cuò)式巷道布置方法，把區(qū)段進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷道分別布置在不同層位，由于進(jìn)風(fēng)巷處于已采工作面采空區(qū)邊緣下方，故稱(chēng)之為“巷頂沿空掘巷”。可以看出，工作面下端起坡變平段保證了整個(gè)工作面設(shè)備的穩(wěn)定性；兩個(gè)相鄰工作面之間取消了常規(guī)的矩形煤柱護(hù)巷，緊鄰工作面對(duì)應(yīng)的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷之間形成內(nèi)錯(cuò)式的搭接結(jié)構(gòu)，相鄰下區(qū)段工作面回風(fēng)巷處于卸壓區(qū)，圍壓小，巷道維護(hù)容易，并提高了回采率，

盡管錯(cuò)層位在很大程度上解決了傾斜厚煤層開(kāi)采的諸多難題，但長(zhǎng)期以來(lái)，錯(cuò)層位開(kāi)采采用三段式回采工藝，采空區(qū)邊緣下方的巷頂沿空掘巷經(jīng)驗(yàn)式地采用“架棚+背板+金屬網(wǎng)”為主的被動(dòng)支護(hù)方式，其次，若巷頂沿空掘巷完全沿空，則只能采用三段式回采工藝，即，上區(qū)段工作面彎曲段鋪網(wǎng)、灌漿，下區(qū)段巷頂沿空掘巷及附近在假頂下作業(yè)，采用架棚支護(hù)，成本高、操作復(fù)雜、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，大幅降低了成巷速率，同時(shí)采空區(qū)威脅較大，如圖2所示。已有研究表明，傾斜錯(cuò)層位工作面變平段的塑性區(qū)發(fā)育范圍很小，巷頂沿空掘巷圍巖存在大量的未破壞的巖體，為錨桿（索）支護(hù)創(chuàng)造了條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提供一種傾斜特厚煤層巷頂沿空掘巷非對(duì)稱(chēng)錨稈支護(hù)方法。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種傾斜特厚煤層巷頂沿空掘巷非對(duì)稱(chēng)錨稈支護(hù)方法，包括以下步驟：

第一步：采用錯(cuò)層位巷道布置方法，在相鄰區(qū)段的同一層煤層中，將連接回采工作面兩端的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷分別布置在特厚煤層的不同層位，進(jìn)風(fēng)巷沿頂板，回風(fēng)巷沿底板；

第二步：將接續(xù)工作面的回風(fēng)巷以?xún)?nèi)錯(cuò)式的方式布置在已開(kāi)采區(qū)段下部采空區(qū)邊緣下方，形成巷頂沿空掘巷，通過(guò)調(diào)整內(nèi)錯(cuò)距離，使巷頂沿空掘巷留出足夠厚度的頂煤，至少大于錨桿或錨索長(zhǎng)度，以設(shè)計(jì)錨桿或錨索支護(hù)，滿(mǎn)錨桿或錨索有足夠的著力點(diǎn)；

第三步：具體設(shè)計(jì)錨桿或錨索支護(hù)方案，若布置在變平段正下方，由于頂煤厚度隨變平段弧度變化，因此頂錨桿沿?cái)嗝鏅M向長(zhǎng)度不同，右側(cè)頂煤較厚，則采用較長(zhǎng)的錨桿，左側(cè)則采用較短的錨桿，由于兩幫巖性不同，左側(cè)為煤，強(qiáng)度較低，右側(cè)為上部煤和下部巖石組成的混合幫強(qiáng)度較高，因此左側(cè)采用四根玻璃鋼錨桿，便于采煤機(jī)割斷，右側(cè)則少一根，為三根螺紋鋼錨桿。頂煤厚度更大的情況下，則可以采用錨索支護(hù)，其他與布置在變平段正下方的支護(hù)情況相同。