[發明專利]一種用于大傾角煤層的沿空留巷方法

在審

• 申請號: 202110494446.4
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113153298A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 朱永建;李鵬;王平;任恒;張玉群;王希之;李瑩瑩;梅成成
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21D11/00;E21D21/00;E21D15/00;E21F11/00
• 代理公司: 洛陽啟越專利代理事務所(普通合伙) 41154
• 代理人: 吳楠

本發明公開了一種用于大傾角煤層的沿空留巷方法，先采用錨桿或錨索加鋼帶對工作面進行支護；在工作面回采過程中，從工作面下端頭沿工作面走向施工超前臺階，同時采用多排單體支柱加鉸接頂梁對超前臺階揭露的頂板進行支護，在超前臺階上部的煤壁側采用一排單體支柱配合木挑板進行護壁；并在超前臺階頂板上設有固定錨桿和固定錨索；將護墻網分別與超前臺階頂板和巷旁支護體的底部固定連接，從而使護墻網形成柔性支撐結構；工作面每向前推進兩個循環，進行一次回柱放頂，放頂前沿走向在回柱距離范圍內打設一排密集支柱，如此重復，直至完成整個巷道的工作；完成后回撤機巷內的密集支柱，從而實現大傾角煤層的沿空留巷施工。

技術領域

本發明涉及一種用于大傾角煤層的沿空留巷方法，屬于煤礦開采支護技術領域。

背景技術

沿空留巷是工作面開采過后在回采巷道沿采空區邊緣側留設支護體，維護原回采巷道的一項技術，因取消了區段煤柱、減少了巷道掘進量、實現Y形通風方式，越來越多地在煤炭開采中應用。隨著煤炭資源的開發利用，煤炭開采由優質煤層逐漸向復雜煤層尤其是大傾角煤層(35°～55°)過渡。對于大傾角煤層開采，由于其采空區內垮落矸石自然安息角小于煤層傾角，因此會向工作面下端頭自然滾落、堆積。目前，廣泛采用的沿空留巷技術多適用于近水平或緩傾斜煤層開采，且施工工藝較為復雜，如果直接應用于大傾角煤層時存在一定的困難，必須要改進工藝與設備。與此同時，大傾角煤層采空區垮落矸石的下滑沖擊力將對巷旁支護技術產生極大的危害，矸石的沖擊作用將導致剛性支護體失穩甚至會引發災變。因此，如何在大傾角煤層進行沿空留巷，從而保證支護穩定性是本行業研究的方向。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種用于大傾角煤層的沿空留巷方法，能在保證工作面回采過程中支護穩定性的前提下，對大傾角煤層進行沿空留巷。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用于大傾角煤層的沿空留巷方法，其具體步驟為：

A、采用下行式開采方法布置工作面；然后開挖順槽，并采用錨桿或錨索加鋼帶進行支護；

B、在工作面回采過程中，從工作面下端頭沿工作面走向施工一個長度為10～20m，寬度為2～3m的超前臺階，同時采用多排單體支柱加鉸接頂梁對超前臺階揭露的頂板進行支護，其中鉸接頂梁被單體支柱施加支撐力與頂板壓緊接觸，每排中單體支柱的間距為0.6～1.0m；相鄰排之間的間距為1.1～1.3m；在超前臺階上部的煤壁側采用一排單體支柱配合木挑板進行護壁，該排單體支柱的間距為0.6～1.0m；

C、在超前臺階靠近工作面的頂板處施工超前預裂切縫；并在超前臺階頂板上設有錨桿和錨索；

D、將護墻網的上端部與超前臺階頂板的錨桿固定連接，護墻網的下端部與巷旁支護體的底部固定連接，從而使護墻網形成柔性支撐結構；

E、工作面每向前推進兩個循環，進行一次回柱放頂，放頂前沿走向在回柱距離范圍內打設一排密集支柱，相鄰密集支柱的柱間距不超過0.4m；如此重復，直至完成整個巷道的工作；所述每個循環的推進距離為兩個采煤機截深；

F、完成后回撤機巷內的密集支柱，從而實現大傾角煤層的沿空留巷施工。

進一步，所述護墻網為呈L型的鋼筋網，其中，護墻網長邊尺寸與巷旁支護體高度一致，護墻網短邊尺寸與巷旁支護體底邊寬度一致。

進一步，所述護墻網裝有固定環和連接環，護墻網上端部通過固定環和固定錨桿固定在超前臺階頂板上，護墻網下端部壓于巷旁支護體下，并利用巷旁支護體重力作用固定；相鄰護墻網之間通過連接環連接。

進一步，所述巷旁支護體為直角梯形結構，其直角邊靠近機巷側、斜邊靠近采空區側；所述巷旁支護體分成上部分和下部分，其中上部分為柔性材料制成、下部分為剛性材料制成。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：