CN104405392A - 三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法，可有效解决现有技术容易产生煤层与顶板离层、冒顶等隐患，工作面的回采率低的问题，其解决的技术方案是，巷道断面采用矩形断面，巷道宽3～4m，留1～2m的顶煤，留1～2m的底煤，巷道高度3～4m；设置锚杆长度1-2m，锚索长度5-8m，采用顶板全锚索两帮锚杆+锚网+钢带+托板、锁具的支护形式；巷道施工到设计位置后贯通形成开切眼，开切眼采用人工卧底的形式沿煤层底板布置，两端与巷道之间有10-20m的过渡段，过渡段逐渐抬高与两侧巷道搭接，进行综采放顶煤一次采全厚，本发明劳动强度小，工作面的回采率高，是厚煤层综放开采一次采全厚的采煤方法上的创新。

Description

三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法

技术领域

本发明涉及煤矿领域，特别是一种三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法。

背景技术

    三软煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。对井工开采的煤矿，厚煤层指煤层厚度3.0～8.0 m的煤层，对厚煤层的开采方法有分层开采、大采高一次采全厚，放顶煤一次采全厚三种方法，其中，采用放顶煤采煤方法时，具有掘进率低、效率高、适应性强以及易于实现高产等优势，是目前厚煤层开采中普遍推广的一种采煤工艺，但在三软厚煤层条件下进行放顶煤开采时会遇到巷道支护困难，回采率低等问题。

    厚煤层综放开采一次采全厚的采煤方法具体是在开采厚煤层时，沿煤层的底板布置一个采高为2～3m的采煤工作面，工作面两端的巷道一般沿煤层底板掘进，用综合机械化方式进行回采，利用矿山压力的作用等方法，使顶煤破碎成散体后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板运输机运出工作面。放顶煤支架前后各有一部刮板输送机，前面的刮板机输送采煤机割下的煤炭，支架后面的刮板机输送放煤口放出的煤炭。

    巷道支护有两种支护形式，一种是被动支护，既传统的两个棚腿和一个顶梁组成的棚式支护，这种支护结构只有当巷道围岩发生变形后才能被动地对围岩施加支护力，对巷道的支护效果是有限的；另一种是主动支护，既采用锚杆、锚索、金属网、钢带等形成的支护结构，由于锚索、锚杆一端通过树脂药卷和围岩锚固在一起，另一端通过索具或螺母拧紧的方式对杆体进行张拉，并通过托板结构扩大这种张拉预应力对围岩的受力面积，从而能主动对围岩产生预紧力，这种支护方式，不但支护效果好，而且是施工机械化程度最高的支护方法。

    煤炭回采工作面巷道布置方面，煤层回采工作面两侧至少各布置一条巷道与工作面形成贯通的通风、运输系统。在三软厚煤层条件下采用综放开采一次采全厚的采煤方法时，巷道布置一般有两种布置方式，一种是巷道沿底板布置留顶煤且巷道采用锚网支护技术，由于顶煤和顶板强度很小，导致支护比较困难，容易产生煤层与顶板离层、冒顶等隐患，所以有些矿井在这种条件下采用棚式支架被动支护形式，但生产效率低，采掘接替紧张，工人劳动强度大；另一种是巷道沿煤层顶板布置留底煤，巷道采用锚网索支护技术能保障巷道的稳定，但工作面的底煤会产生很大的三角区不能回采，导致工作面的回采率降低。

    综上所述，研发一种适合三软厚煤层条件下，既能采用锚网索支护技术，又能保证工作面回采率的综放开采方法是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

    针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法，可有效解决现有技术容易产生煤层与顶板离层、冒顶等隐患，生产效率低，采掘接替紧张，工人劳动强度大，工作面的回采率低的问题。

本发明解决的技术方案是，1）回采巷道布置：煤层两侧的巷道断面采用矩形断面，巷道宽3～4m，巷道布置沿煤层中部掘进，留1～2m的顶煤，留1～2m的底煤，巷道高度3～4m，两侧巷道之间布置有相连通的综放开采一次采全厚工作面；

2）巷道支护：根据三软厚煤层的特点以及锚网索主动支护的特点，设置锚杆长度1-2m，锚索长度5-8m，由于煤层顶板的顶煤为1-2m，锚杆一端不能进入顶板的坚硬岩层，支护效果有限，所以采用顶板全锚索两帮锚杆+锚网+钢带+托板、锁具的支护形式；

3）工作面布置及回采：巷道施工到设计位置后贯通形成开切眼，开切眼采用人工卧底的形式沿煤层底板布置，两端与巷道之间有10-20m的过渡段，过渡段逐渐抬高与两侧巷道搭接，在此条件下进行放顶煤开采，能保障工作面回采率，在开切眼内布置采煤机、综放液压支架、刮板输送机及配套设备后形成综放开采一次采全厚工作面，进行综采放顶煤一次采全厚。

本发明方法简单，使用效果好，生产效率高，劳动强度小，工作面的回采率高，是厚煤层综放开采一次采全厚的采煤方法上的创新。

附图说明

    图1为本发明三软厚煤层巷道示意图。

图2为本发明图1的I-I剖面示意图。

图3为本发明图1的Ⅱ-Ⅱ剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-3给出，本发明包括以下步骤：

1）回采巷道布置：煤层两侧的巷道1断面采用矩形断面，巷道1宽3～4m，巷道1布置沿煤层2中部掘进，留1～2m的顶煤，留1～2m的底煤，巷道高度3～4m，两侧巷道1之间布置有相连通的综放开采一次采全厚工作面3；

2）巷道支护：根据三软厚煤层的特点以及锚网索主动支护的特点，设置锚杆6长度1-2m，锚索7长度5-8m，由于煤层顶板的顶煤为1-2m，锚杆6一端不能进入顶板的坚硬岩层，支护效果有限，所以采用顶板全锚索两帮锚杆+锚网+钢带+托板、锁具的支护形式；

3）工作面布置及回采：巷道施工到设计位置后贯通形成开切眼，开切眼采用人工卧底的形式沿煤层底板4布置，两端与巷道1之间有10-20m的过渡段5，过渡段5逐渐抬高与两侧巷道1搭接，在此条件下进行放顶煤开采，能保障工作面回采率，在开切眼内布置采煤机、综放液压支架、刮板输送机及配套设备后形成综放开采一次采全厚工作面3，进行综采放顶煤一次采全厚。

实施例1   

以煤层厚度为6m，巷道宽4m，高3m为例，具体施工分三个步骤：

1）回采巷道布置：巷道沿煤层中部掘进，留1m底煤，2m顶煤，巷道断面4m×3m，巷道采用掘进机掘进，掘进1.2m进行支护；

2）巷道支护：巷道支护采用顶板全锚索+锚网+钢带+托板、锁具，锚索长6m，直径Ф17.81mm，锚索排距0.6m，间距0.8m，两帮锚杆+金属网+托盘螺母，锚杆长2.0m，直径Ф20mm，锚杆排距0.6m，间距0.8m；

3）工作面布置及回采：巷道施工到设计位置后贯通形成开切眼，开切眼进行人工卧底，将底板进行人工开挖沿煤层底板布置，两端与工作面搭接部分形成10-20m的过渡段，由于巷道底煤只有1m，所以过渡段的三角煤较少，能保证回采率，然后，在开切眼内布置采煤机、综放液压支架、刮板输送机及配套设备后形成综放开采一次采全厚工作面，进行综采放顶煤一次采全厚。

本发明方法特别适合煤层厚度6m左右的三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法一次采全厚，相对于沿顶板布置的底煤三角煤损失小，能保障工作面回采率，方法简单，使用效果好，生产效率高，劳动强度小，工作面的回采率高，是厚煤层综放开采一次采全厚的采煤方法上的创新。

Claims (2)

1.一种三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）回采巷道布置：煤层两侧的巷道1断面采用矩形断面，巷道(1)宽3～4m，巷道(1)布置沿煤层(2)中部掘进，留1～2m的顶煤，留1～2m的底煤，巷道高度3～4m，两侧巷道(1)之间布置有相连通的综放开采一次采全厚工作面(3)；

2）巷道支护：根据三软厚煤层的特点以及锚网索主动支护的特点，设置锚杆(6)长度1-2m，锚索(7)长度5-8m，由于煤层顶板的顶煤为1-2m，锚杆(6)一端不能进入顶板的坚硬岩层，支护效果有限，所以采用顶板全锚索两帮锚杆+锚网+钢带+托板、锁具的支护形式；

3）工作面布置及回采：巷道施工到设计位置后贯通形成开切眼，开切眼采用人工卧底的形式沿煤层底板(4)布置，两端与巷道(1)之间有10-20m的过渡段(5)，过渡段(5)逐渐抬高与两侧巷道(1)搭接，在此条件下进行放顶煤开采，能保障工作面回采率，在开切眼内布置采煤机、综放液压支架、刮板输送机及配套设备后形成综放开采一次采全厚工作面(3)，进行综采放顶煤一次采全厚。

2.根据权利要求1所述的三软厚煤层巷道托顶留底锚网索主动支护综放开采方法，其特征在于，所述煤层厚度为6m，巷道宽4m，高3m时，按以下步骤进行：

1）回采巷道布置：巷道沿煤层中部掘进，留1m底煤，2m顶煤，巷道断面4m×3m，巷道采用掘进机掘进，掘进1.2m进行支护；

2）巷道支护：巷道支护采用顶板全锚索+锚网+钢带+托板、锁具，锚索长6m，直径Ф17.81mm，锚索排距0.6m，间距0.8m，两帮锚杆+金属网+托盘螺母，锚杆长2.0m，直径Ф20mm，锚杆排距0.6m，间距0.8m；

3）工作面布置及回采：巷道施工到设计位置后贯通形成开切眼，开切眼进行人工卧底，将底板进行人工开挖沿煤层底板布置，两端与工作面搭接部分形成10-20m的过渡段，由于巷道底煤只有1m，所以过渡段的三角煤较少，能保证回采率，然后，在开切眼内布置采煤机、综放液压支架、刮板输送机及配套设备后形成综放开采一次采全厚工作面，进行综采放顶煤一次采全厚。