[發明專利]適用于厚煤層綜采放頂煤的無煤柱自成巷開采方法

有效

• 申請號: 201910305280.X
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110206542B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王炯;何滿潮;于光遠;孫晗
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21C37/00
• 分類號: E21C37/00;E21D20/02;E21D19/02
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 韓來兵

本申請涉及煤礦開采技術領域，尤其涉及一種適用于厚煤層綜采放頂煤的無煤柱自成巷開采方法，其包括以下步驟：對巷道的頂板和兩幫進行補強支護；施工頂板切縫爆破，形成預裂切縫；沿留巷架設巷內臨時支護裝置及擋矸裝置；靠近留巷側工作面端頭的預設距離內不放煤；成巷穩定后，撤掉巷內的臨時支護裝置，并封閉采空區，留巷完成。頂板切縫爆破，更有利于采空區巖層的垮落，使切縫內巖層垮落后能較好地充填回采空間，留巷頂板在側向形成了短臂梁結構，避免了在采空區形成較長懸頂，改善了沿空留巷圍巖應力；留巷側工作面端頭一定范圍內不放煤，進一步保證留巷側空區填充效果，有效的限制了基本頂塊體的旋轉下沉，大大降低了對于留巷穩定性的影響。

技術領域

本申請涉及煤礦開采技術領域，尤其涉及一種適用于厚煤層綜采放頂煤的無煤柱自成巷開采方法。

背景技術

煤炭是我國的主要能源，其儲量豐富。在我國探明的煤炭儲量當中，厚煤層的儲量就占44％，這是我國的資源優勢。針對厚煤層的綜采放頂煤技術由于其安全、高效以及低成本的特點已成為我國厚煤層開采技術的重要發展方向。然而由于厚煤層采高大，煤層開采后，采空區空間大，大采高引起的采場頂板覆巖活動范圍增高，尤其在堅硬頂板條件下，容易造成懸頂面積過大，引發巨大的采場壓力，造成沿空巷道很難維護。同時由于頂煤放出不充分，容易導致空區內余煤殘留，容易導致空區發火自燃等一系列安全問題。目前厚煤層放頂煤開采多采用留設煤柱來支撐頂板，同時封閉采空區。這種方法存在著許多的不利條件，如果留設煤柱過小，則煤柱難以支撐采場頂板壓力，容易導致嚴控巷道被壓壞；若留設煤柱過大，雖然可以支撐采場頂板壓力，但是會浪費大量煤炭資源無法回采，造成資源損失和浪費并且留設煤柱會引起煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等嚴重災害，造成設備損毀和人員的巨大傷亡，安全隱患巨大。

無煤柱自成巷技術是指通過對回采巷道進行補強支護后，在巷道將要形成采空區側進行定向預裂爆破，將頂板按照設計位置進行切縫，切縫結束后隨著工作面煤層的回采，在礦山壓力作用下，采空區頂板沿著預裂切縫垮落形成巷幫，利用原巷道部分空間和支護自動形成新巷道，作為下一工作面的回采巷道的技術。無煤柱自成巷開采技術通過采用預裂爆破、恒阻錨索補強支護、架后擋矸等技術手段，減弱了采場頂板作用于巷道的壓力，取消了區段煤柱提高了資源回收率，能夠少掘進一條順槽，降低了萬噸掘進率，具有良好的應用前景，已成為煤炭行業技術發展的主流趨勢。

然而當前無煤柱自成巷技術主要應用于厚度不大于4m的煤層，近年來隨著技術的發展，無煤柱自成巷技術逐漸應用于厚煤層，但是上述厚煤層均采用普通綜采技術，針對厚煤層放頂煤開采條件下的無煤柱自成巷技術從未見相關報道。厚煤層放頂煤開采條件下如果采用傳統的中厚煤層沿空留巷方式，需要對巷道頂板支護是采用的錨索長度為3倍左右的采高，厚煤層的綜采厚度在8-15m以上，需要的錨索長度達到30m左右，現有技術無法實現。厚煤層放頂煤開采條件下，在工作面后方采空側的頂煤和直接頂在巷旁充填體早期支護阻力和巖層自重作用下沿巷旁充填體邊緣破斷，此階段基本頂的塊體會隨著直接頂的垮落發生旋轉下沉，對于留巷的穩定性會產生較大影響，特別對于厚煤層的放頂煤開采方式，采場頂板活動范圍增高，加之頂煤的不斷放出，對留巷頂板擾動更為劇烈；由于煤層較厚，留巷巷道頂板常常為煤體，相比巖石其強度低，更為松散，在多次擾動作用下更容易破裂失穩，因此，厚煤層綜采放頂煤條件下沿空留巷上方基本頂塊體的旋轉運動對留巷的穩定性具有更為嚴重的影響。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請提供了如下技術方案。

本申請提供了一種適用于厚煤層綜采放頂煤的無煤柱自成巷開采方法。該方法包括以下步驟：

在留巷巷道掘進時期對巷道的頂板和兩幫進行補強支護；

超前工作面施工頂板切縫爆破，炮孔布置在回采側巷角線區域，形成預裂切縫；

沿留巷架設巷內臨時支護裝置及擋矸裝置；