[發(fā)明專利]一種采區(qū)單向掘進(jìn)無煤柱開采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011617992.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112610212B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王炎賓;燕杰星;謝紅光;秦江艷;陳文奇;安潤(rùn)東;王小利;于鳳啟;李海彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司
• 主分類號(hào): E21C41/18
• 分類號(hào): E21C41/18;E21F13/06;E21F15/08
• 代理公司: 內(nèi)蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 陳冠霖

本發(fā)明公開了一種采區(qū)單向掘進(jìn)無煤柱開采方法，其包括如下內(nèi)容：(1)分區(qū)：將采區(qū)一翼分為一區(qū)段和二區(qū)段；(2)掘進(jìn)：一區(qū)段進(jìn)行膠運(yùn)順槽掘進(jìn)、煤柱煤體的開采的同時(shí)，二區(qū)段進(jìn)行回風(fēng)順槽掘進(jìn)；(3)切眼：回風(fēng)順槽掘進(jìn)結(jié)束后，對(duì)鄰近的綜采工作面進(jìn)行掘進(jìn)切眼；(4)回采：按照順序完成一區(qū)段內(nèi)的一個(gè)綜采工作面回采作業(yè)后，再按照順序開展二區(qū)段內(nèi)一個(gè)綜采工作面的回采作業(yè)。優(yōu)點(diǎn)：用于薄煤層、中厚煤層和厚煤層開采，且對(duì)煤層頂、底板巖性沒有硬性要求；煤柱回收和混凝土充填工作，是在膠運(yùn)順槽掘進(jìn)期間穿插完成的，不會(huì)受到像綜采工作面開采過程中伴隨的大面積、高應(yīng)力采動(dòng)動(dòng)壓影響；混凝土充填柱的整體性好，承載性能高。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采區(qū)單向掘進(jìn)無煤柱開采方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的井工煤礦中，采區(qū)無煤柱開采主要有兩種：

一是切頂法，即超前綜采工作面煤壁一定距離，提前在綜采工作面的膠運(yùn)順槽巷道內(nèi)，貼近煤壁一側(cè)，向頂板打設(shè)深孔并采取爆破切頂?shù)姆椒A(yù)裂頂板，或者采用專用設(shè)備切頂，使膠運(yùn)順槽頂板與綜采工作面頂板不再成為一個(gè)整體；在綜采工作面不斷向前推進(jìn)過程中，采空區(qū)頂板不斷垮落；由于膠運(yùn)槽頂板提前采取了高強(qiáng)度的支護(hù)方式，再加上頂板預(yù)裂技術(shù)，在綜采工作面的不斷推進(jìn)過程中，膠運(yùn)順槽頂板并不會(huì)垮落，保留下來的膠運(yùn)順槽即可用作相鄰的下一個(gè)綜采工作面的回風(fēng)順槽；這種無煤柱開采方法，每個(gè)綜采工作面只需要掘進(jìn)一條膠運(yùn)順槽和一個(gè)切眼，再加上回采過程中沿采空區(qū)保留下來的一條順槽，即形成備用綜采工作面。

二是砌筑混凝土墻隔離法，即膠運(yùn)順槽在掘進(jìn)時(shí)采用了超寬斷面和高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，綜采工作面機(jī)頭側(cè)安裝有專用端頭支架；在綜采工作面向前推進(jìn)的過程中，在專用端頭支架后部，由專用端頭支架兩道隔離板將采空區(qū)與膠運(yùn)順槽大部分空間隔離開，在專用端頭支架兩道隔離板中澆注混凝土墻，即形成一個(gè)完整的巷道斷面，用作相鄰的下一個(gè)綜采工作面的回風(fēng)順槽，這種無煤柱開采方法，每個(gè)綜采工作面也是只掘進(jìn)一條膠運(yùn)順槽和一個(gè)切眼，由現(xiàn)澆混凝土墻所隔離出的一條順槽，滿足通風(fēng)、輔助運(yùn)輸?shù)雀黜?xiàng)功能，與新掘的超寬膠運(yùn)順槽、切眼即形成備用綜采工作面。

但是采用上述兩種無煤柱開采方法存在以下問題：第一，上述兩種方法回采期間采動(dòng)動(dòng)壓強(qiáng)烈，對(duì)煤層頂、底板巖性有較高要求；而采動(dòng)動(dòng)壓對(duì)中厚煤層的影響比厚煤層的影響小，多用于中厚煤層開采，不適合厚煤層；另外，上述兩種方法適用于頂?shù)装鍘r性整體性好且穩(wěn)定的煤層，因此，上述兩種方法適用的條件比較苛刻，普遍適用性差；

第二，上述兩種方法中，對(duì)膠運(yùn)順槽一側(cè)的綜采工作面進(jìn)行回采后，因受到采動(dòng)動(dòng)壓影響，需要對(duì)膠運(yùn)順槽加強(qiáng)支護(hù)以進(jìn)行維護(hù)，而保留下來的膠運(yùn)順槽需要用作相鄰的下一個(gè)綜采工作面的回風(fēng)順槽，回采下一個(gè)綜采工作面時(shí)，仍會(huì)受到采動(dòng)動(dòng)壓的影響；因此，膠運(yùn)順槽支護(hù)強(qiáng)度要求非常高，對(duì)頂板支護(hù)材料的選型要求更高，致使支護(hù)成本和人工勞動(dòng)強(qiáng)度均非常高；

第三，目前工作面回采過程中，膠運(yùn)順槽靠近采空區(qū)一側(cè)的幫部煤體回采，再利用現(xiàn)澆混凝土墻將預(yù)留空間與采空區(qū)隔離開，沿采空區(qū)預(yù)留下巷道；但是由于目前綜采工作面推進(jìn)的進(jìn)度慢，煤炭被采出后，采空區(qū)上方巖層需要3-6個(gè)月或者更長(zhǎng)的時(shí)間后才會(huì)慢慢穩(wěn)定下來，在此期間，混凝土墻砌筑完畢未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度即需要承載頂板壓力和綜采工作面采動(dòng)動(dòng)壓影響，導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土墻承載效果會(huì)受到較大影響；

第四，沿采空區(qū)留下巷道后，采空區(qū)直接頂所形成的隔離需要噴漿來加固、封堵縫隙，所隔離出來的巷道頂板，仍需二次加強(qiáng)支護(hù)來維護(hù)，使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工序復(fù)雜化，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大大提高；嚴(yán)重影響綜采工作面的推進(jìn)速度，對(duì)綜采工作面的正常生產(chǎn)組織影響非常明顯；

第五，沿采空區(qū)留下巷道后，圍巖變形明顯，后期巷道維護(hù)成本比較高，進(jìn)入綜采工作面超前壓力影響范圍后，需要的加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度更高；