[發明專利]綜放工作面切頂卸壓無煤柱自成巷擋矸支護方法

在審

• 申請號: 202310747859.8
• 申請日: 2023-06-25
• 公開（公告）號: CN116658223A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王浩森;趙新榮;趙院紅;段斌;高成章;王艷龍
• 申請（專利權）人: 山西銀鋒科技有限公司
• 主分類號: E21D23/03
• 分類號: E21D23/03;E21D15/44;E21D15/55;E21D19/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 呂晉華

本發明屬于巷道支護技術領域，具體涉及一種綜放工作面切頂卸壓無煤柱自成巷擋矸支護方法；包括臨時擋矸結構、擋矸支護系統和留巷臨時支護系統，臨時擋矸結構與放頂煤工作面液壓支架后方的放煤刮板運輸機機頭相連，當工作面推進時，臨時擋矸結構隨放頂煤工作面液壓支架和放煤刮板運輸機前移，擋矸支護系統固定安裝在臨時擋矸結構背向采空區垮落矸石一側；留巷臨時支護系統包括單體液壓支柱和底梁；臨時擋矸結構可以臨時擋住工作面后方采空區內垮落下的矸石，給施工人員提供及時的安全保障，而留巷臨時支護系統不但可以用來支護留巷內的頂板免受采空區垮落矸石動壓擾動的影響，而且可以防止采空區矸石完全垮落壓實穩定之前，擋矸支護結構傾倒。

技術領域

本發明屬于巷道支護技術領域，具體涉及一種綜放工作面切頂卸壓無煤柱自成巷擋矸支護方法。

背景技術

傳統的長壁式采煤方法中，開采一個工作面首先需要掘進兩條回采巷道，然后才能回采本工作面的煤炭資源，且相鄰的工作面之間通常還需保留一條20米寬的區段煤柱來保護下一工作面的沿空巷道。這種開采方法由于開采之前需要提前掘進兩條回采巷道，經常會造成工作面直接采掘接替緊張。此外，由于相鄰工作面之間留設區段保護煤柱，又會造成大量的煤炭資源損失。

切頂卸壓無煤柱自成巷技術是一種新型的留巷方法，該方法通過定向爆破技術切斷采空區頂板與留巷頂板之間的連接，然后利用特殊的支護技術在留巷采空區側形成矸石幫，最終能夠保留本工作面的一條回采巷道給下一工作面使用。這種開采方法不但能夠保留本工作面的一條回采巷道給下一工作面使用，而且可以完全消除工作面之間的區段保護煤柱。因此該方法不但可以極大的緩解工作面之間的采掘接替問題，而且理論上可以將工作面的煤炭資源回采率提高到100％。

目前切頂卸壓無煤柱自成巷技術在煤層厚度4.5米以下的一次采全高工作面較為成熟，且在全國有較大范圍的推廣應用。然而在煤層厚度大于4.5米的厚煤層綜采工作面，尤其是厚煤層綜采放頂煤工作面，切頂卸壓無煤柱自成巷技術還處在實驗階段。這是因為厚煤層綜采放頂煤開采方法的技術工藝與一次采全高開采方法有較大差異。由于厚煤層綜采放頂煤開采方法適用在厚及特厚煤層工作面中，因此其礦壓顯現活動更為劇烈。且綜采放頂煤開采方法還需要在工作面液壓支架后方設置單獨的放煤刮板運輸機，因此切頂卸壓無煤柱自成巷技術無法在放頂煤工作面的端頭支架旁進行留巷的擋矸支護，所以還需要針對放頂煤工作面切頂卸壓無煤柱自成巷技術設計單獨的擋矸支護方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：綜采放頂煤開采方法需要在工作面液壓支架后方設置單獨的放煤刮板運輸機，因此切頂卸壓無煤柱自成巷技術無法在放頂煤工作面的端頭支架旁進行留巷的擋矸支護，還需要針對放頂煤工作面切頂卸壓無煤柱自成巷技術設計單獨的擋矸支護。

本發明提供了如下技術方案：一種綜放工作面切頂卸壓無煤柱自成巷擋矸支護方法，包括臨時擋矸結構、擋矸支護系統和留巷臨時支護系統，臨時擋矸結構與放頂煤工作面液壓支架后方的放煤刮板運輸機機頭相連，當工作面推進時，臨時擋矸結構隨放頂煤工作面液壓支架和放煤刮板運輸機前移，擋矸支護系統固定安裝在臨時擋矸結構背向采空區垮落矸石一側，且擋矸臨時支護系統不與臨時擋矸結構進行連接；留巷臨時支護系統包括單體液壓支柱和底梁，單體液壓支柱用于支護保留巷道的頂板來抵抗采空區垮落矸石的動壓擾動，底梁作為單體液壓支柱的底座，防止單體液壓支柱陷入巷道煤層底板中，采空區一側的底梁和沿空側的單體液壓支柱與擋矸支護系統直接接觸。

進一步地，臨時擋矸結構包括若干塊沿工作面推進方向排列的擋矸板，前后擋矸板之間通過螺栓連接，臨時擋矸結構通過螺栓孔與放煤刮板運輸機機頭連接。

進一步地，臨時擋矸結構的高度低于巷道的高度，臨時擋矸結構的高度＝巷道高度-0.5m；臨時擋矸結構的寬度＝工作面日進尺；臨時擋矸結構的寬度有限，只需要在日進尺長度范圍內起到對垮落矸石的臨時支護，而此時臨時擋矸結構所支護的矸石主要為煤層的直接頂，并不會完全充滿采空區，因此臨時擋矸結構的高度＝巷道高度-0.5m。