[發(fā)明專利]煤與瓦斯突出煤層預(yù)留巷道開采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910295545.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN109869152B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙發(fā)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(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C41/18
• 分類號(hào): 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(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

本發(fā)明公開了一種煤與瓦斯突出煤層預(yù)留巷道開采方法，按從第一工作面區(qū)域至第N工作面區(qū)域的順序進(jìn)行開采；開采任一工作面區(qū)域的方法是：第一步驟是使用液壓支柱對(duì)進(jìn)風(fēng)巷道進(jìn)行超前支護(hù)；第二步驟是施工預(yù)裂鉆孔和進(jìn)行煤層頂板預(yù)裂工作；第三步驟是在初始工作面前方50米范圍內(nèi)完成第一步驟和第二步驟的工作后，開始采煤；第四步驟是向采空區(qū)內(nèi)注入?yún)⒂姓惩粱蚧瘜W(xué)粘合劑的水；采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷道作為被預(yù)留的巷道，被預(yù)留的巷道在下一工作面區(qū)域開采時(shí)作為回風(fēng)巷道。本發(fā)明由鉆孔擴(kuò)穴聚能、恒應(yīng)力錨桿、采空區(qū)頂板再生和采掘布置及瓦斯抽采等組成，可大量縮減煤層巷道的掘進(jìn)工程量，提高采煤效率，增加瓦斯抽采時(shí)間，減小煤炭資源損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采煤技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及安全采煤技術(shù)和高效采煤技術(shù)。

背景技術(shù)

煤在我國能源消費(fèi)中占比超過60%，中國的煤炭產(chǎn)量超過世界產(chǎn)量的1/2，其中高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井占了全國煤炭產(chǎn)量的1/3。為了采煤，每年需要掘進(jìn)大量的煤層巷道，而煤與瓦斯突出煤層由于掘進(jìn)和回采前需要提前消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，因而掘進(jìn)速度慢，礦井采掘緊張、甚至采掘失調(diào)，嚴(yán)重影響礦井的安全高效開采。煤層掘進(jìn)巷道時(shí)，為了避開已開采區(qū)域的礦山壓力，多數(shù)采用煤柱護(hù)巷技術(shù)，雖然煤柱大小不等，但煤柱均無法開采，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。采空區(qū)附近的巷道處應(yīng)力集中，危險(xiǎn)性很高，巷道無法預(yù)留給下一工作面區(qū)域使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種煤與瓦斯突出煤層預(yù)留巷道開采方法，能夠消除預(yù)留巷道處應(yīng)力集中現(xiàn)象，安全地預(yù)留巷道，實(shí)現(xiàn)已開采區(qū)域的煤層頂板再生。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的煤與瓦斯突出煤層預(yù)留巷道開采方法是：

對(duì)于多個(gè)沿煤層走向平行并排設(shè)置的工作面區(qū)域，按位置關(guān)系依次編號(hào)；多個(gè)工作面區(qū)域中，位于邊緣處的工作面區(qū)域編號(hào)為第一工作面區(qū)域，對(duì)于其他工作面區(qū)域按工作面區(qū)域的相鄰關(guān)系依次編號(hào)為第二工作面區(qū)域至第N工作面區(qū)域，N為自然數(shù)；

按從第一工作面區(qū)域至第N工作面區(qū)域的順序進(jìn)行開采；X為自然數(shù)且1＜X≤N，在開采第X－1個(gè)工作面區(qū)域時(shí)，采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷道2作為被預(yù)留的巷道；開采第X個(gè)工作面區(qū)域時(shí)，被預(yù)留的巷道作為回風(fēng)巷道；

開采任一工作面區(qū)域的方法是：

第一步驟是先在工作面區(qū)域的進(jìn)風(fēng)巷道距離初始工作面50米范圍內(nèi)，使用液壓支柱對(duì)進(jìn)風(fēng)巷道進(jìn)行超前支護(hù)；

第二步驟是沿采煤方向，在超前支護(hù)區(qū)域內(nèi)，在進(jìn)風(fēng)巷道中自初始工作面位置開始施工預(yù)裂鉆孔和進(jìn)行煤層頂板預(yù)裂工作；相鄰的預(yù)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(nèi)完成第一步驟和第二步驟的工作后，開始開采工作面區(qū)域的煤，并不斷向前推進(jìn)采煤工作面；

在第三步驟向前推進(jìn)采煤工作面的同時(shí)，在該工作面區(qū)域的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)使用液壓支柱對(duì)進(jìn)風(fēng)巷道進(jìn)行超前支護(hù)，并在工作面區(qū)域推進(jìn)前方的超前支護(hù)區(qū)域內(nèi)，在進(jìn)風(fēng)巷道中施工預(yù)裂鉆孔和進(jìn)行煤層頂板預(yù)裂工作，保持進(jìn)行煤層頂板預(yù)裂工作的位置超前于采煤工作面的推進(jìn)位置至少35±5米；

第四步驟是在第三步驟向前推進(jìn)采煤工作面的同時(shí)，向采空區(qū)內(nèi)注入摻 有粘土或化學(xué)粘合劑的水；采空區(qū)內(nèi)冒落矸石之間存在孔洞，注水時(shí)，通過冒落矸石之間的孔洞向采空區(qū)內(nèi)注入摻 有粘土或化學(xué)粘合劑的水；注水后，冒落矸石被壓實(shí)和粘合，實(shí)現(xiàn)已開采區(qū)域的煤層頂板再生，在分層采煤中為下一層工作面區(qū)域的采煤提供基礎(chǔ)；

采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷道作為被預(yù)留的巷道，被預(yù)留的巷道在下一工作面區(qū)域開采時(shí)作為回風(fēng)巷道。

開采任一工作面區(qū)域的方法的第三步驟中，對(duì)于煤層頂板預(yù)裂工作進(jìn)行后的進(jìn)風(fēng)巷道，在采煤工作面推進(jìn)至該位置前使用恒應(yīng)力錨桿裝置進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)；具體是：

恒應(yīng)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；