[發明專利]厚煤層綜放沿頂掘進切頂卸壓自動成巷方法

有效

• 申請號: 202011402296.1
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112610218B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王炯;王浩森;馬資敏;明燦;李文飛;張權;于光遠
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21C41/18;E21D15/16;E21D11/15;E21D20/00;E21D15/44
• 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;田俊峰

涉及煤炭開采技術領域，本申請公開一種厚煤層綜放沿頂掘進切頂卸壓自動成巷方法，包括以下步驟：工作面計劃保留巷道掘進時沿煤層頂板掘進，回采時進行超前支護和臨時滯后支護，臨時滯后支護裝置抵接于底梁上，底梁沿留巷的走向方向鋪設；在留巷采空區側設擋矸支護裝置、防側傾裝置和防陷裝置，且防側傾裝置的外漏段插入預裂縫的切縫鉆孔內，防陷裝置與擋矸支護裝置的底部固定并埋入底板煤層內。本發明，臨時滯后支護裝置的壓力通過底梁均勻分散到留巷巷道的底板，有效防止底臌和滯后支護陷入底板中；利用擋矸支護裝置、防側傾裝置、防陷裝置、臨時滯后支護裝置和底梁實現工作面間不留煤柱，保留一條回采巷道給下一個工作面使用。

技術領域

本申請總體來說涉及煤礦開采領域，具體而言，涉及厚煤層綜放沿頂掘進切頂卸壓自動成巷方法。

背景技術

目前我國是世界上最大的產煤國，煤炭在我國一次能源消耗中占主導地位。在我國已探明的煤炭資源儲量中，厚煤層的儲量約占44％，厚煤層礦井的主要開采方法為長壁式綜采放頂煤開采法。但是長壁式開采方法由于需要在工作面之間留設保護煤柱，會造成煤炭資源浪費，進而導致礦井煤炭資源回收率低。厚煤層放頂煤開采由于煤層厚度較大，煤柱資源部損失更大，且由于煤柱的存在會造成煤柱上方應力集中，沿空側巷道較容易發生冒頂、片幫、底臌等地質災害。同時由于留設煤柱又會導致采空區上方地表和煤柱上方地表產生不均勻沉降，地表不均勻沉降地面會產生較大的張拉裂縫，會壞地表房屋、植被、破壞地表淺層地下水。

為了解決厚煤層長壁式綜采放頂煤開采法，留設煤柱產生的一系列問題，無煤柱自成巷技術逐漸得到應用。無煤柱自行巷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擋矸支護保留本條巷道，作為下一工作面的回采巷道的技術。

但對于厚煤層綜采放頂煤開采方法來說，由于煤層厚度較大一般煤層厚度大于巷道高度，所以回采巷道掘進時有一種方式是回采巷道掘進時沿回采煤層頂板掘進，此時由于回采巷道上方頂板為巖層，故較容易支護，巷道掘進速度較快。但是由于沿頂掘進巷道一般底板都留有底煤，回采巷道底板一般會留存厚度不同的煤層，回采過程中回采巷道受礦山壓力影響會出現較大范圍的底臌。而傳統的厚煤層無煤柱自動成巷方法由于采用一次采全高采煤法，回采巷道底板一般為巖層，因為未考慮回采巷道底板留有底煤底板底臌時，臨時滯后支護裝置傾倒或插入底板中的情況，以及擋矸支護陷入煤層底板中的情況。

有鑒于此，亟需對現有的厚煤層無煤柱自動成巷方法進行改進，以提高留巷的支護穩定性，安全穩定地保留下本工作面的回采巷道給下一個工作面回采使用。

發明內容

本申請的一個主要目的在于克服上述現有技術的厚煤層沿頂板掘進方式中回采巷道的底板支護不穩定的缺陷，提供厚煤層綜放沿頂掘進切頂卸壓自動成巷方法，包括以下步驟：

工作面計劃留巷巷道在掘進時，沿所采厚煤層的頂板進行掘進；

超前工作面對計劃留巷巷道的頂板和副幫進行補強支護；

超后補強支護結構，在留巷巷道的正幫側頂板打切縫鉆孔，然后進行定向預裂爆破，形成預裂縫；

工作面回采時進行超前支護，對超后工作面設臨時滯后支護裝置，所述臨時滯后支護裝置抵接于底梁上，所述底梁至少為一列，沿留巷巷道的走向方向鋪設；在留巷采空區側設擋矸支護裝置、防側傾裝置和防陷裝置，所述防側傾裝置與所述擋矸支護裝置固定，且所述防側傾裝置的外漏段插入預裂縫的切縫鉆孔內，所述防陷裝置與所述擋矸支護裝置的底部固定并埋入底板煤層內。

工作面回采完成，成巷穩定后，撤掉留巷巷道內的臨時滯后支護裝置，并封閉采空區，留巷完成。