CN103615286B - 工作面切顶卸压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种工作面切顶卸压方法，包括如下步骤：步骤（A）：利用支护装置从距离煤层工作面第一距离的位置从顶板下方由下向上进行支护；以及步骤（B）：从所述支护装置远离所述煤层工作面的一侧由所述顶板下方向上切顶。应用本发明的工作面切顶卸压方法，可以避免顶板冒顶、大面积来压等动压显现造成的顺槽巷道大变形、避免工作面顶板难维护等灾害问题，降低了事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿工作面开采方法，特别涉及一种工作面切顶卸压方法。
背景技术
现有的煤矿工作面在开采过程中，如图1所示，是将经过采煤之后的工作面巷道1与煤层2的未开采部分之间留设一段煤柱21，在该段煤柱21的前方布置下一工作面巷道3，以便进行后续的开采。在留设煤柱21之后，原工作面巷道1上方的顶板4由于失去煤层2的支撑而自然塌陷。
现有技术具有如下的问题：首先，由于顶板冒顶、大面积来压等动压显现，造成原有顺槽巷道大变形、工作面顶板难维护等灾害问题，影响矿井的安全生产；其次，留设煤柱21根据巷道岩性、厚度确定，一般长达10米以上，造成资源浪费；再者，由于回采工作面压力一般超前工作面煤壁6至12米，采动超前压力高，造成事故多发。
发明内容
本发明的目的是提出一种工作面切顶卸压方法，以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种工作面切顶卸压方法，包括如下步骤：
步骤（A）：利用支护装置从距离煤层工作面第一距离的位置从顶板下方由下向上进行支护；以及
步骤（B）：从所述支护装置远离所述煤层工作面的一侧由所述顶板下方向上切顶。
在本发明工作面切顶卸压方法的一实施例中，所述步骤（B）包括：
步骤（B1）：沿第一方向顺着所述煤层工作面前方两侧的第一巷道和第二巷道由下向上切顶；以及
步骤（B2）：沿第二方向顺着切顶线向上切顶，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。
在本发明工作面切顶卸压方法的一实施例中，所述切顶线平行于所述煤层工作面。
在本发明工作面切顶卸压方法的一实施例中，所述切顶线与所述煤层工作面之间具有切缝间距，所述切缝间距小于所述顶板的周期来压布距。
在本发明工作面切顶卸压方法的一实施例中，所述步骤（B1）和所述步骤（B2）中的切顶深度为所述煤层工作面高度的1.5倍。
在本发明工作面切顶卸压方法的一实施例中，所述步骤（B1）先于所述步骤（B2）执行。
在本发明工作面切顶卸压方法的一实施例中，所述支护装置为恒阻大变形锚杆或恒阻大变形锚索。
应用本发明的工作面切顶卸压方法，可以避免顶板冒顶、大面积来压等动压显现造成的顺槽巷道大变形、避免工作面顶板难维护等灾害问题，降低了事故的发生。同时，相比于需要留设煤柱的现有技术，本发明同时能够减少资源的浪费。
附图说明
图1所示为现有的煤矿采场工作面开采的示意图。
图2为煤矿采场的主视示意图，显示出本发明一实施例的煤矿采场工作面切顶卸压方法。
图3为图2的仰视示意图，显示出本发明一实施例的双向正交切顶的切割方向。
具体实施方式
图2为煤矿采场的主视示意图，显示出本发明一实施例的煤矿采场工作面切顶卸压方法。如图2所示，本发明一实施例中采用新的煤矿采场工作面切顶卸压方法，避免现有技术中存在的问题。本发明一实施例的煤矿采场工作面切顶卸压方法包括如下步骤：
步骤（A）：从距离煤层工作面10第一距离d1的位置从顶板20下方由下向上采用支护装置30支护；支护装置30一般为锚杆、锚索，还可以是其他类型的之弧装置。另外此处的第一距离d1是与岩石特性、压力影响范围有关，可以根据现场的监测计算来确定，一般来说，该第一距离d1小于顶板20的周期来压布距。
步骤（B）：从支护装置30远离煤层工作面10的一侧，由顶板20下方向上切顶。
在上述步骤（B）中，优选使用双向正交切顶方法进行切顶，减弱采动影响，实现采场矿压可控。双向正交切顶方法如图3所示。
图3为图2的仰视示意图，显示出本发明一实施例的双向正交切顶的切割方向。其中图3中的A方向为工作面架前的横向切顶方向，B方向为工作面架前的纵向切顶方向，即顺槽切顶方向。
本实施例中是利用顶板预裂切缝技术沿着图3中的A方向和B方向进行工作面架前横向切顶和纵向切顶。图3中上方和下方分别显示煤层开采中所布置的第一巷道22和第二巷道23，第一巷道22和第二巷道23位于煤层工作面10的前方两侧。
其中，横向切顶是沿着图3中第一巷道22和第二巷道23的延伸方向进行切顶。纵向切顶是沿着图3中的切顶线24进行切顶。如图3所示，纵向切顶的切顶线24平行于煤层工作面10，且与煤层工作面10之间具有一切缝间距d，切缝间距d的长度应小于所监测到的工作面周期来压布距，以避免顶板由于来压断裂。监测工作面周期来压布距属于本领域公知的内容，在此不再赘述。
从上述可知，步骤（B）可包括以下两个步骤：
步骤（B1）：沿第一方向A顺着第一巷道22和第二巷道23由下向上切顶；以及
步骤（B2）：沿第二方向B顺着切顶线24向上切顶，其中第二方向B垂直于第一方向A。
上述步骤（B1）和（B2）可以先后进行，其顺序并不限为先执行步骤（B1）或步骤（B2）。
请参考图2，步骤（B2）是沿着图2中的虚线C由下向上切顶。其中，向上切顶的深度d2即图2中C处的切缝的高度可以根据开采厚度、顶板岩性等参数综合分析、计算求得。切顶的深度d2是属于本领域所能轻易分析和计算得出的内容，例如，在一实施例中，切顶的深度d2约等于煤层工作面10高度的1.5倍。步骤（B1）中切顶的深度可以与步骤（B2）中切顶深度相同，在此不再赘述。
在步骤（B）中，利用双向正交切顶方法消除了现有技术的超前动压影响。另外，本发明一实施例的工作面切顶卸压方法还可以包括步骤（C）：通过锚索并优选为恒阻大变形锚索25加固切顶线24前方（即切顶线24靠近煤层工作面10的一侧）顶板20，保证顶板20的岩层在来压期间的稳定。在本实施例中，是将恒阻大变形锚索25由下向上地插入顶板20中，以进行加固。恒阻大变形锚索25属于现有技术。例如，已被中国专利公开号为CN101858225A的专利申请或中国专利公开号为CN102296604A的专利申请公开。
另外，本实施例在步骤（B）之后还可以利用远程灾害实时监测和预警系统对双向切顶后工作面矿压变化情况实时监测，确保工作面采场的稳定。上述远程灾害实时监测和预警系统的内容同样属于本领域公知的内容，例如从中国建筑工业出版社2012年6月出版的“区域性工程灾害远程监控预警一体化综合管理系统研究及应用”（ISBN：9787112143825）一书公开。
应用本发明的工作面切顶卸压方法，可以避免顶板冒顶、大面积来压等动压显现造成的顺槽巷道大变形、避免工作面顶板难维护等灾害问题，降低了事故的发生。同时，相比于需要留设煤柱的现有技术，本发明同时能够减少资源的浪费。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种工作面切顶卸压方法，其特征在于，以切顶卸压的方式代替煤柱，包括如下步骤：
步骤(A)：利用支护装置(30)从距离煤层工作面(10)第一距离(d1)的位置从顶板(20)下方由下向上进行支护；以及
步骤(B)：从所述支护装置(30)远离所述煤层工作面(10)的一侧由所述顶板(20)下方向上切顶，使用双向正交切顶方法进行切顶；
其中，所述步骤(B)包括：
步骤(B1)：沿第一方向(A)顺着所述煤层工作面(10)前方两侧的第一巷道(22)和第二巷道(23)由下向上切顶；以及
步骤(B2)：沿第二方向(B)顺着切顶线(24)向上切顶，其中所述第二方向(B)垂直于所述第一方向(A)；
所述切顶线(24)平行于所述煤层工作面(10)；
所述切顶线(24)与所述煤层工作面(10)之间具有切缝间距(d)，所述切缝间距(d)小于所述顶板(20)的周期来压布距；
所述步骤(B1)先于所述步骤(B2)执行。
2.如权利要求1所述的工作面切顶卸压方法，其特征在于，所述步骤(B1)和所述步骤(B2)中的切顶深度(d2)为所述煤层工作面(10)高度的1.5倍。
3.如权利要求1所述的工作面切顶卸压方法，其特征在于，所述步骤(A)中的所述支护装置(30)为锚杆或锚索。
4.如权利要求3所述的工作面切顶卸压方法，其特征在于，所述锚杆为恒阻大变形锚杆，所述锚索为恒阻大变形锚索。
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