[發明專利]煤與瓦斯突出煤層預留巷道開采方法

有效

• 申請號: 201910295545.2
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109869152B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 趙發軍;鄧奇根;郝富昌;左偉芹;劉彥偉;劉明舉;劉新潤;魏俊杰;代軍
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/00;E21D21/00;E21D20/02;E21B33/12;E21F1/00;E21F7/00;E21C37/12
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

1.煤與瓦斯突出煤層預留巷道開采方法，其特征在于：

對于多個沿煤層走向平行并排設置的工作面區域，按位置關系依次編號；多個工作面區域中，位于邊緣處的工作面區域編號為第一工作面區域，對于其他工作面區域按工作面區域的相鄰關系依次編號為第二工作面區域至第N工作面區域，N為自然數；

按從第一工作面區域至第N工作面區域的順序進行開采；X為自然數且1＜X≤N，在開采第X－1個工作面區域時，采空區的進風巷道作為被預留的巷道；開采第X個工作面區域時，被預留的巷道作為回風巷道；

開采任一工作面區域的方法是：

第一步驟是先在工作面區域的進風巷道距離初始工作面50米范圍內，使用液壓支柱對進風巷道進行超前支護；

第二步驟是沿采煤方向，在超前支護區域內，在進風巷道中自初始工作面位置開始施工預裂鉆孔和進行煤層頂板預裂工作；相鄰的預裂鉆孔相距10±1米；

第三步驟是在初始工作面前方50米范圍內完成第一步驟和第二步驟的工作后，開始開采工作面區域的煤，并不斷向前推進采煤工作面；

在第三步驟向前推進采煤工作面的同時，在該工作面區域的進風巷道內使用液壓支柱對進風巷道進行超前支護，并在工作面區域推進前方的超前支護區域內，在進風巷道中施工預裂鉆孔和進行煤層頂板預裂工作，保持進行煤層頂板預裂工作的位置超前于采煤工作面的推進位置至少35±5米；對于煤層頂板預裂工作進行后的進風巷道，在采煤工作面推進至該位置前使用恒應力錨桿裝置進行加強支護；

第四步驟是在第三步驟向前推進采煤工作面的同時，向采空區內注入- 摻 有粘土或化學粘合劑的水；采空區內冒落矸石之間存在孔洞，注水時，通過冒落矸石之間的孔洞向采空區內注入摻 有粘土或化學粘合劑的水；注水后，冒落矸石被壓實和粘合，實現已開采區域的煤層頂板再生，在分層采煤中為下一層工作面區域的采煤提供基礎；

采空區的進風巷道作為被預留的巷道，被預留的巷道在下一工作面區域開采時作為回風巷道；

開采任一工作面區域的方法的第三步驟中，對于煤層頂板預裂工作進行后的進風巷道，在采煤工作面推進至該位置前使用恒應力錨桿裝置進行加強支護；具體是：

恒應力錨桿裝置包括錨桿和液壓缸，錨桿上端為錨固端且下端為懸吊端；

液壓缸包括用于懸吊煤層頂板的缸體，缸體內滑動密封連接有活塞板，活塞板與缸體圍成油腔；油腔內注滿液壓油；錨桿滑動密封穿過缸體及活塞板；活塞板朝向錨桿的懸吊端，缸體朝向錨桿的錨固端；活塞板下方的錨桿上滑動穿設有錨桿托盤，錨桿托盤與活塞板相壓接；錨桿托盤下方的錨桿上設有外螺紋并螺紋連接有錨桿螺母，錨桿螺母將錨桿托盤與活塞板緊壓在一起；錨桿托盤的直徑小于活塞板的直徑，錨桿托盤外的活塞板連接有安全泄壓閥；

進行加強支護時，先在進風巷道內使用鉆具向上施工錨桿鉆孔，然后使用錨桿將一包樹脂錨固劑送入錨桿鉆孔的孔底，使用錨桿的錨固端通過攪拌的方式將樹脂錨固劑破包，破包后的樹脂錨固劑將錨桿的錨固端固定在錨桿鉆孔的孔底處，此時液壓缸的缸體位于錨桿鉆孔的下方；擰緊錨桿螺母，壓緊錨桿托盤和活塞板，將缸體緊壓在進風巷道的頂壁上，從而對進風巷道進行加強支護，提高被預留的巷道的安全性。

2.根據權利要求1所述的煤與瓦斯突出煤層預留巷道開采方法，其特征在于：所述安全泄壓閥的開啟壓力為樹脂錨固劑的破壞壓力的0.8倍。

3.根據權利要求1所述的煤與瓦斯突出煤層預留巷道開采方法，其特征在于：施工預裂鉆孔的具體操作是：

首先使用包括鉆孔鉆頭在內的鉆具在巷道頂部朝向待開采的工作面區域煤層上方傾斜向上鉆出預裂鉆孔，預裂鉆孔與水平面的夾角為30－55度，預裂鉆孔由下至上穿過工作面區域煤層老頂，預裂鉆孔頂端距離工作面區域煤層的法線距離大于等于25米；其次在預裂鉆孔施工完畢后，使用清水沖洗預裂鉆孔，將鉆孔鉆頭更換為擴穴鉆頭，使用包括擴穴鉆頭在內的鉆具在預裂鉆孔中鉆出多個聚能穴，每個聚能穴的長度為0.3－0.5米，最頂部的聚能穴距離預裂鉆孔的孔底為1±0.1米，相鄰兩個聚能穴相距3－4.5米，最底部的聚能穴距離工作面區域煤層的法線距離為8－10米。