CN103410515B - 一种三软煤层往复式无煤柱综采方法 - Google Patents

一种三软煤层往复式无煤柱综采方法 Download PDF

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Abstract

一种三软煤层往复式无煤柱综采方法,设置多个并列邻接的工作面,各工作面依次开采,相邻两工作面交替采用前进式采煤法与后退式采煤法开采;巷道掘进时巷道采用锚杆、锚索、金属网和W型钢带联合支护;回采时运输平巷采用沿空留巷。本发明通过采用联合支护的方式进行支护,锚索、锚杆、金属网与w钢带共同组成支护体;随着工作面开采下平巷采用沿空留巷,对三软煤层起到了良好的支护效果和留巷效果;比之后退式采煤,一个采区可少掘回采巷道25~40%,资源回收率可提高10~15%。

Description

一种三软煤层往复式无煤柱综采方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤矿煤炭开采方法,尤其涉及一种应用于三软煤层的往复式无煤柱综米方法。
背景技术
[0002] 我国三软煤层较多,其支护复杂,巷道的安全性差,现有的支护方式无法满足井下安全生产的需要。
[0003] 同时,建国以后,我国的采煤方法经过重大改革,普遍推行长壁后退式采煤法,但随着采煤机械化水平的不断提高,特别是综采的大力发展,后退式采煤法就显得难以适应了。因为综采工作面推进速度较快,致使采掘接续紧张,直接影响了综采效能的最大发挥和经济效益的进一步提高,同时传统的后退式采煤法需留设大量煤柱,这造成资源的严重浪费。
发明内容
[0004] 为解决上述问题,本发明提出一种三软煤层往复式无煤柱综采方法,包括开采、支护、沿空留巷等综合运用,可以很好的满足煤矿生产的要求。具体实施步骤如下:
[0005] 一种三软煤层往复式无煤柱综采方法,设置多个并列邻接的工作面,各工作面依次开采,相邻两工作面交替采用前进式采煤法与后退式采煤法开采;巷道掘进时巷道采用锚杆、锚索、金属网和W型钢带联合支护;工作面回采时运输平巷采用沿空留巷。
[0006] 优选变更开采工作面时,综采设备从前一工作面停采线经切眼直接运移到下一工作面。
[0007] 优选首采工作面采用前进式采煤法开采。
[0008] 优选第2个工作面采用后退式采煤法开采。
[0009] 优选所述沿空留巷巷旁采用可变形体和刚性充填体充填。
[0010] 本发明中的软岩支护方式和留巷方法,解决了软岩巷道支护难题以及煤柱留设所造成的资源浪费。采用本发明所述三软煤层往复式无煤柱综采方法后,通过对煤矿巷道布置进行设计、采用“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”支护方式和让压可缩充填留巷技术,在降低成本提高效益的同时也实现了煤矿无煤柱开采。而所谓让压可缩充填留巷技术,主要是巷旁充填体具有一定的变形量,受上覆岩层作用产生压缩变形,使其能够在覆岩岩层弯曲下沉过程中起到让压、隔绝采空区作用。通过给定变形原理,有效控制软岩条件下巷道变形,减少了煤柱留设,提高了资源回收率。
[0011] 本发明技术方案优点在于:通过采用“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”联合支护的方式进行支护,锚索、锚杆、金属网与W钢带共同组成支护体;工作面开采应用沿空留巷,最终在采空区形成冒落矸石和人工支护体的共同承载体,对三软煤层起到了良好的留巷效果;由于上区段工作面的下巷实行沿空留巷,可作为下区段工作面的回风巷,就省去了下区段重新布置风巷的掘进工程量,比之后退式采煤,一个采区可少掘回采巷道25〜40% ;上区段工作面采用前进采煤时,维护该工作面运输平巷作为下区段工作面回风平巷,缓和了采掘接替紧张状况;往复式采煤实行沿空留巷,不留煤柱,采区资源回收率可提高10〜15%。
附图说明
[0012] 图1是本发明巷道布置示意图;
[0013] 图2是本发明A-A断面巷道支护示意图;
[0014] 图3是本发明B-B沿空留巷剖面示意图。
[0015] 图中:1-工作面一 ;2_工作面二 ;3_工作面三;4-锚索;5_锚杆,6-W型钢带+金属网,7-单体液压支柱,8-混凝土块,9-木垛。
具体实施方式
[0016] 参见附图1,其描述了本发明所述三软煤层往复式无煤柱综采方法中井下的巷道布置方式。首先设置多个并列邻接的工作面,在本实施例中,工作面共有三个,分别为工作面一、工作面二和工作面三,每两个相邻工作面之间设置巷道。各工作面依次开采,相邻两工作面交替采用前进式采煤法与后退式采煤法开采。首采工作面(本实施例中即工作面一)开采时若采用后退式采煤法开采,相邻下一工作面则采用前进式采煤法开采;首采工作面开采时若采用前进式采煤方法开采,相邻下一工作面则采用后退式采煤方法开采,依次类推,直到各工作面开采完毕。当某一工作面开采工作结束,变更到下一工作面开采时,综采设备从前一工作面停采线经切眼直接运移到下一工作面。
[0017] 巷道宽2.4m、高2.7m,巷道掘进时要求边掘边支护,支护采用“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”联合支护;具体支护参数为:顶板每排布置4根高强度金属粗尾让压销杆,规格为Φ 2OmmX 2000mm,配合2400mmX 150mmX 3mm的W形四眼钢带,压2400mmX 2000mm金属网支护,锚杆间排距为600mmX 600mm ;巷道两帮各使用3根Φ18πιπιΧ 2000mm高强度金属粗尾让压锚杆,压2700mmX 2000mm金属网支护,锚杆间排距为800_X 1000mm,配合2200_X 150mmX 3mm的W形三眼钢带,锚杆垫片规格为150mmX150mmX10mm ;巷道顶板布置两排锚索,间排距为1200mmX 3600mm,锚索规格为Φ 15.24mmX5000mm,锚索钢板规格为350mmX350mmX 10mm。具体支护方式参见附图2。高强度金属粗尾让压锚杆和让压免张拉预应力锚索联合使用,可以很好地满足三软煤层的支护需要。
[0018]回采巷道采用沿空留巷,巷旁充填采用可变形体和刚性充填体联合充填的方式,可变形体可以采用木垛等柔性材料,刚性充填体可以采用混凝土块等,巷内采用锚网加锚索支护方式,并在靠采空侧巷帮打单体支柱加强支护的方式进行留巷。具体步骤如下:
[0019] (I)临时支护
[0020] 沿空留巷段巷旁充填前采用单体液压支柱配合1.0m铰接顶梁临时支护,支护支架后4.5m宽的范围。此时,掘进巷道时敷设的菱形网有1.5m长的部分作为巷旁靠采空侧的挡矸帘使用。轨道巷内在原有两排超前支护基础上,自溜槽机尾开始,在中间补打一排支柱,三排支柱排距1.0m,柱距1.0m。当巷道围岩活动稳定后回撤巷内支柱,巷道内始终保持工作面超前20m和滞后30m的支柱支护。
[0021] (2)巷旁充填
[0022] 沿空留巷巷旁使用木垛和混凝土块充填,先安置混凝土块,其上安置木垛,木垛间距0.1m。木垛架设好后回撤巷内支柱。同时,优选顶板同样采用上述“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”联合支护的方式进行支护。具体支护方式参见附图3。
[0023] 所述的木垛规格是1.5mX 1.5mX 0.5m,所使用木料规格为1.5mX 0.2mX 0.2m。木垛与木垛中对中间距为1.7m。
[0024] 所述的混凝土块为地面模具预制,通过矿井辅助运输运至工作地点。混凝土块与木垛共同形成支护体同时阻挡矸石,后期采用喷浆处理防止采空区漏风。
[0025] (3)加强支护
[0026] 为保证巷道内顶板完整,使用工字钢梁和单体支柱加强支护,工字钢梁使用12#工字钢加工。
[0027] (4)采空区漏风处理
[0028] 在沿空留巷后期顶板运动稳定后,在巷旁充填侧喷浆,防止采空区漏风及煤层自燃等现象。
[0029] 以上所述,仅为本发明专利较佳的具体实施方式,但本发明专利的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种三软煤层往复式无煤柱综采方法,其特征在于: 设置多个并列邻接的工作面,每两个相邻工作面之间设置巷道,各工作面依次开采,相邻两工作面交替采用前进式采煤法与后退式采煤法开采;首采工作面开采时若采用后退式采煤法开采,相邻下一工作面则采用前进式采煤法开采;首采工作面开采时若采用前进式采煤方法开采,相邻下一工作面则采用后退式采煤方法开采,依次类推,直到各工作面开采完毕;当某一工作面开采工作结束,变更到下一工作面开采时,综采设备从前一工作面停采线经切眼直接运移到下一工作面; 巷道掘进时采用边掘边支护,支护采用“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”联合支护方式;回采巷道采用沿空留巷,巷旁充填采用可变形体和刚性充填体联合充填的方式,可变形体采用木垛柔性材料,刚性充填体采用混凝土块,巷内采用锚网加让压免张拉预应力锚索支护方式,并在靠采空侧巷帮打单体支柱加强支护的方式进行留巷。
2.根据权利要求1所述的一种三软煤层往复式无煤柱综采方法,其特征在于:具体的支护步骤如下: (1)临时支护 沿空留巷段巷旁充填前采用单体液压支柱配合铰接顶梁临时支护,掘进巷道时敷设菱形网,菱形网有部分作为巷旁靠采空侧的挡矸帘使用;轨道巷内设有两排超前支护,自溜槽机尾开始,在中间补打一排支柱,当巷道围岩活动稳定后回撤巷内支柱,巷道内始终保持工作面超前20m和滞后30m的支柱支护; (2)巷旁充填 沿空留巷巷旁使用木垛和混凝土块充填,先安置混凝土块,其上安置木垛,木垛间距.0.lm,木垛架设好后回撤巷内支柱,同时,顶板同样采用上述“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”联合支护的方式进行支护; 所述的混凝土块为地面模具预制,通过矿井辅助运输运至工作地点,混凝土块与木垛共同形成支护体同时阻挡矸石,后期采用喷浆处理防止采空区漏风; (3)加强支护 为保证巷道内顶板完整,使用工字钢梁和单体支柱加强支护; (4)采空区漏风处理 在沿空留巷后期顶板运动稳定后,在巷旁充填侧喷浆,防止采空区漏风及煤层自燃。
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