CN108104813B - 一种通过顶板冒落区的采煤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过顶板冒落区的采煤方法,解决了复杂地质条件下推进过断层冒落区的方法,本方法具体是,首先,在工作面顶板冒落区前方煤与顶板完整区施工导硐;其次,在导硐内使用锚索和架棚支护,导硐中心线位置加设木垛,施工导硐过程中使导硐的顶板要与工作面顶板齐平;然后,工作面推进过顶板冒落区,顶板冒落区及片帮处以带压擦顶快速移架的方式拉移超前支架,采煤机推采过后及时伸插板并用护帮板进行护帮护顶,滞后采煤机后滚筒3~5个支架跟机移架。通过施工导硐的方法法对超前的顶板进行支护,改变冒落区岩石应力分布,使冒落区前方顶板稳固,保证了回采过顶板冒落区的安全系数,提高了过断层或顶板冒落区的工作效率。

Description

一种通过顶板冒落区的采煤方法
技术领域
本发明涉及一种特殊地质条件下的采煤方法,尤其是一种通过顶板冒落区的采煤方法。
背景技术
煤矿采煤工作面推采过火成岩墙和断层交织在一块的复杂构造带过程中,由于遇到小型的地质构造较多,顶板的受力条件较差,再加上顶板管理措施不够完善,导致工作面顶板出现超前冒落,煤壁超前片帮。顶板和煤体的支承压力增高,导致工作面顶板出现超过20m以上的破碎带,直接顶板在工作面超前2m的范围内出现严重的破碎。煤壁片帮后造成梁端距加大,顶板离层破碎造成端面冒顶,冒顶高度达到15m以上。在该地质条件下,如果通过强行过断层顶板冒落区的方法通过,推进速度慢并且容易引发冲击地压危险,以及矸石产生量大,支护困难;如果采用重开切眼工作面搬家的方法过断层,则会造成煤炭资源的浪费,以及工作面搬家导致的工作面接续困难;如果采用划分小工作面的方法会造成工作面过窄并且危险性增大。因此,通过正常的过断层方法已无法顺利推进通过顶板冒落区。
发明内容
为解决工作面无法推进通过顶板冒落区的技术问题,本发明公开了一种通过顶板冒落区的采煤方法,其技术方案如下:
一种通过顶板冒落区的采煤方法,具体包括以下步骤:
a.施工导硐:在工作面顶板冒落区前方煤与顶板完整的区域内施工导硐,导硐断面呈矩形;
b.支护导硐:导硐顶板使用锚索支护,并在导硐内架棚,架棚与顶板紧密接触顶板,在主导硐中心线位置设置木垛;
c.推采过顶板冒落区:工作面推进过顶板冒落区,顶板冒落区及片帮位置采用带压擦顶快速移架的方法拉移超前支架;采煤机推采过后及时伸插板,并用护帮板进行护帮和护顶,滞后采煤机滚筒3至5个支架跟机移架。
优选的是,导硐包括主导硐和辅助导硐;具体为2条辅助导硐相互平行并且与工作面垂直,主导硐平行于工作面,工作面与主导硐和两条辅助导硐呈矩形分布。
进一步优选的是,辅助导硐布置在顶板冒落区的两侧,辅助导硐与顶板冒落区之间保留3~5m的距离。
还优选的是,主导硐与顶板冒落区的垂直距离在3.5m~5m之间。
优选的是,导硐顶板与工作面顶板齐平。
优选的是,带压擦顶快速移架方法具体为,移架过程中保持支架工作阻力,使顶梁贴着顶板擦顶前移,移动后立即升紧支架。
本发明的有益效果有:(1)采取了对高冒区前方顶板包围式全方位立体支护,使前方顶板压力得到释放的同时对顶板进行了缝合使其连成一整体,阻止了因压力集中使前方顶板高冒区不断扩大的趋势,使工作面得以快速推过断层高冒区;(2)使用导硐法对煤层顶板进行超前维护,有利于维持直接顶的完整性;使冒落区前方顶板稳固,保证了回采过顶板冒落区的安全系数,提高了过断层或顶板冒落区的工作效率。
附图说明
图1是通过顶板冒落区的采煤方法剖面示意图;
图2是通过顶板冒落区的采煤方法的平面示意图;
图中:1-顶板冒落区;2-导硐;21-木垛;22-锚索;23-主导硐;24-辅助导硐;3-支架;4-采煤机;5-实体煤;6-工作面煤壁。
具体实施方式
结合图1和图2,对一种通过顶板冒落区的采煤方法的具体实施方式做进一步的说明。
实施例1
在由于断层和火成岩岩墙交错构成的复杂地质条件下,在工作面前方形成顶板冒落区,采用通过顶板冒落区的采煤方法完成工作面推采,该方法具体包括以下步骤:
步骤一、施工导硐:在工作面顶板冒落区1前方煤与顶板完整的区域内施工导硐2,导硐2断面呈矩形,导硐2与工作面形成的封闭区域将顶板冒落区1隔离。导硐2包括主导硐23和辅助导硐24;具体为2条辅助导硐24相互平行并且与工作面煤壁6垂直,主导硐23平行于工作面煤壁6,主导硐23与顶板冒落区1的垂直距离约在3.5m~5m之间,工作面煤壁6与主导硐23和两条辅助导硐24呈矩形分布。辅助导硐24布置在顶板冒落区1的两侧,辅助导硐24与顶板冒落区1之间保留3~5m的距离。选择在顶板完整的区域施工导硐避开了顶板破碎的区域,利于巷道掘进与巷道支护。
步骤二、支护导硐:导硐2顶板使用锚索22支护,并且在导硐内架棚,架棚根据顶板情况使用板皮、背板或道木接顶,使架棚与顶板紧密接触顶板;导硐2的顶板与工作面的顶板齐平,进一步在主导硐中心线位置设置木垛21;对导硐2顶板及帮部进行支护,保证未破碎区域顶板不再受到严重破坏,或减轻其破坏程度,同时减少煤壁的片帮程度,以此保证煤体及上覆岩层的完整性。
步骤三、推采过顶板冒落区:工作面推进过顶板冒落区1,顶板冒落区及片帮位置采用带压擦顶快速移架的方法拉移超前支架3,即移架过程中保持支架3工作阻力,使顶梁贴着顶板擦顶前移,移动后立即升紧支架3;采煤机4推采过后及时伸插板,并用护帮板进行护帮和护顶,滞后采煤机滚筒3~5个支架跟机移架。
实施例2
根据图1和图2所示,本实施例是一种通过顶板冒落区的采煤方法在具体工程中的应用情况,具体是:
工作面推采过火成岩墙及附近断层过程中,遇到小型的地质构造较多,导致工作面顶板出现超前冒落,煤壁超前片帮。顶板和煤体的支承压力增高,在工作面前方出现严重破碎带,矸石直径达1-3m,靠近顶板冒落带的3m内区域在此称为顶板破碎带,正常推采将导致形成更大范围的顶板破碎带,工作面回采无法正常推进,采用本发明所述通过顶板冒落区的采煤方法,具体施工步骤如下:
步骤一、施工导硐:由于工作面冒顶区2前方2m范围内的煤体及顶板已经出现了一定程度的破碎,为了避免在破碎区域开挖导硐巷道,在工作面前方6m煤体和顶板均比较完整的区域处开挖导硐2。导硐2巷道断面参数为:矩形巷道断面,净宽×净高为2.5m×2.5m,净断面积为6.25m2
步骤二、支护导硐:导硐2内采取架棚和高强锚索22联合支护的方式进行支护,工字钢垂直于工作面架设,棚与棚之间的距离为1m。架棚时根据顶板情况使用板皮、背板或道木将架棚与巷道顶板紧密接触。导硐施工完毕,在主导硐的中心线位置上架设1.2m×1.2m的木垛21,木垛21的中心间距为3~3.5m。
步骤三、推采过顶板冒落区:在顶板冒落区和煤壁片帮区域使用风镐、手镐剥落煤壁的方式进行推进,每次剥落煤壁的距离为0.75m,在顶板与煤壁使用单体液压支柱和工字钢支护;支护后进行完毕后再进行推溜、拉架,综采工作面在向前推进的过程中在顶板破碎区采取工字钢配合双层鱼鳞网的方式进行顶板维护。顶板破碎及片帮处要及时拉移超前支架,采煤机通过后及时伸插板、使用护帮板护帮和护顶,并且滞后采煤机后滚筒3~5个支架跟机移架。采煤机在回机、停机时其机身及弯曲段应尽量避开顶板破碎、煤壁片帮区域停在顶板较完整、无片帮的位置。拉移液压支架时采取带压擦顶快速移架的方式以防止松动顶板,工作面范围内的能达到初撑力的支架必须达到24MPa以上的初撑力。拉移液压支架后,必须一次保证液压支架达到初撑力防止多次升降液压支架破坏顶板完整性。拉移液压支架前及时清理液压支架前或液压支架间的浮煤,减少拉架的阻力。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种通过顶板冒落区的采煤方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
a.施工导硐:在工作面顶板冒落区前方煤与顶板完整的区域内施工导硐,导硐断面呈矩形;所述导硐包括主导硐和辅助导硐;具体为2条辅助导硐相互平行并且与工作面垂直,主导硐平行于工作面,工作面与主导硐和两条辅助导硐呈矩形分布;所述辅助导硐布置在顶板冒落区的两侧,辅助导硐与顶板冒落区之间保留3~5m的距离;
b.支护导硐:导硐顶板使用锚索支护,并在导硐内架棚,架棚与导硐顶板紧密接触,在主导硐中心线位置设置木垛;
c.推采过顶板冒落区:工作面推进过顶板冒落区,顶板冒落区及片帮位置采用带压擦顶快速移架的方法拉移超前支架;采煤机推采过后及时伸插板,并用护帮板进行护帮和护顶,滞后采煤机滚筒3至5个支架跟机移架。
2.根据权利要求1所述的一种通过顶板冒落区的采煤方法,其特征在于,所述主导硐与顶板冒落区的垂直距离在3.5m~5m之间。
3.根据权利要求1所述的一种通过顶板冒落区的采煤方法,其特征在于,所述导硐顶板与工作面顶板齐平。
4.根据权利要求1所述的一种通过顶板冒落区的采煤方法,其特征在于,所述带压擦顶快速移架方法具体为,移架过程中保持支架工作阻力,使顶梁贴着顶板擦顶前移,移动后立即升紧支架。
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