CN109538210A - 一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法 - Google Patents
一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于沿空留巷方法，涉及一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，S1、对巷道软弱顶板进行加强支护；S2、对采空区侧巷道进行爆破预裂；S3、施工行人通道；S4、在靠工作面留巷侧的支架顶盖铺设菱形铁丝网，不放顶煤；S5、在工作面架后采空区侧铺设挡矸装置和铁丝网；S6、在矿压作用下，S2预裂后的矸石堆积形成石墙；S7、在工作面动压承载区采用单体用液压支柱和π型梁加强支护，抵御工作面顶板垮落形成的动压；S8、根据工作面漏风情况，在铁丝网和矸石墙表面喷射混凝土或不喷射混凝土；S9、随着工作面的推进，依次拆除成巷稳定区的挡矸装置、单体用液压支柱和π型梁，继续循环上述步骤，直至沿空留巷完成。
Description
技术领域
本发明属于沿空留巷方法，具体涉及一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法。
背景技术
沿空留巷可以最大限度的减少工作面煤柱损失、彻底解决上隅角瓦斯超限，以及缓解采掘抽接替等突出优势，目前该技术在我国逐步得到推广应用；目前形成的沿空留巷方案主要有混凝土柔模充填留巷、高水材料充填留巷，以及沿空卸压留巷，其中混凝土充填留巷主要存在材料消耗量大、工艺复杂、设备系统投资大、用人多等突出缺点；高水材料充填留巷存在墙体强度较低、材料成本较高、易风化等缺点；沿空切顶卸压留巷是近两年发展兴起的留巷方式，具备工艺简单、成本低等突出优势。
目前在薄及中厚煤层已基本形成涵盖支护、防护、挡矸、沿空、清矸、铺设立网及导网、自移自调等多种功能的成套支护设备。但综放工作面尚未进行沿空切顶泄压自动成巷工作，开采仍采用121工法（一个工作面两条巷道，一个煤柱），不仅浪费了煤炭资源，而且造成了采掘接续紧张局面。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，该方法采用主动承载支护，支护形式简单，成本较低，高效留巷。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，包括以下步骤：
S1、对巷道软弱顶板进行加强支护；
S2、对采空区侧巷道进行爆破预裂；
S3、施工行人通道；
S4、在靠工作面留巷侧的支架顶盖铺设菱形铁丝网，不放顶煤；
S5、在工作面架后采空区侧铺设挡矸装置和铁丝网；
S6、在矿压作用下，S2预裂后的矸石堆积形成石墙；
S7、在工作面动压承载区采用单体用液压支柱和π型梁加强支护，抵御工作面顶板垮落形成的动压；
S8、根据工作面漏风情况，在铁丝网和矸石墙表面喷射混凝土或不喷射混凝土；
S9、随着工作面的推进，依次拆除成巷稳定区的挡矸装置、单体用液压支柱和π型梁，继续循环上述步骤，直至整个沿空留巷完成。
所述S1中采用两排恒阻大变形锚索进行加强支护。
两排恒阻大变形锚索中第一排恒阻大变形锚索距切顶孔500mm，第二排距第一排恒阻大变形锚索1400mm，恒阻大变形锚索长度按公式LH=HF+2.0确定；
式中：LH-恒阻大变形锚索长度，HF-顶板预裂切缝深度。
所述S2中：超前工作面30m对采空区侧巷道顶板施工切顶孔并进行爆破预裂；顶板预裂切缝深度与采高、顶板下沉量以及底鼓量有关，通过公式HF=(HC-△H1-△H2)/(K-1)进行确定，式中：HF-顶板预裂切缝深度，HC-采高，△H1-采场顶板下沉量，△H2-采场底板底鼓量，K-碎胀系数，K取值1.3~1.5。
所述S5中：煤层厚度小于2m时挡矸支护采用工字钢，煤层厚度2~3m时，挡矸支护采用装有卡揽的可伸缩U型钢，煤层厚度3~5m的，挡矸支护采用单排挡矸支架，煤层厚度大于5m 的，挡矸支护采用双排挡矸支护。
采区下行开采时，第一个留巷工作面采用双留巷双切眼方式，形成留巷工作面Y型通风。
采区上行开采时，第一个留巷工作面采用三巷布置方式，以便形成留巷工作面Y型通风。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
针对高瓦斯三软极不稳定煤层及软弱顶板的固有特性采用主动承载支护，具有支护形式简单、成本低的特点。通过在工作面动压承载区采用单体用液压支柱和π型梁加强支护，抵御工作面顶板垮落形成的动压。
附图说明
图1是一次性U型钢沿空留巷支护平面示意图；
图2是一次性U型钢沿空留巷恒阻锚索及切顶孔剖面；
图3是一次性U型钢沿空留巷支护支护C-C剖面示意图；
图4是一次性锚网索沿空留巷支护平面示意图；
图5是一次性锚网索沿空留巷恒阻锚索及切顶孔剖面；
图6是一次性锚网索沿空留巷支护B-B剖面示意图；
图7是高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面采区下行开采通风示意图
图8是高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面采区上行开采通风示意图
其中：1为恒阻锚索，2为菱形铁丝网，3为π型梁，4为单体用液压支柱，5为支架，6为采空区，7为行人通道，8为切顶孔，9为钢筋网，10为软弱顶板，11为坚硬顶板，12为挡矸装置。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2、4、5所示，对一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，包括以下步骤：
S1、对原有架棚支护或锚网索联合支护巷道软弱顶板10采用两排恒阻锚索1进行加强支护，恒阻锚索1 打设在巷道顶板靠近采空区6侧，恒阻锚索1与巷道顶板垂直，软弱顶板10锚固在坚硬顶板11上。
S2、超前工作面30m对采空区6侧巷道顶板施工切顶孔8并进行爆破预裂，靠采空区6侧的恒阻锚索1的有效锚固范围应在破损半径之外。
S3、如图1和4所示，原一次性架棚支护巷道在留巷侧施工行人通道7，原一次性锚网索支护巷道不施工行人通道7。
S4、在靠工作面留巷侧的三个支架5顶盖铺设菱形铁丝网2，并不放顶煤。
S5、一次性U型钢支护巷道在U型钢靠采空区6侧铺设钢筋网9。如图6所示，在工作面架后采空区6侧铺设挡矸装置12和铁丝网。
S6、如图3和6所示，在矿压作用下，预裂后的矸石自动冒落堆积直至接近上端坚硬顶板11岩石形成堆石墙。
S7、在工作面动压承载区采用单体用液压支柱4和π型梁3加强支护，抵御工作面顶板垮落形成的动压。
S8、根据工作面漏风情况，在铁丝网和矸石墙表面喷射混凝土或不喷射混凝土。
S9、随着工作面的推进，依次拆除成巷稳定区的挡矸装置12、单体用液压支柱4和π型，继续循环上述步骤，直至整个沿空留巷完成。
当遇到特殊情况对顶板进行临时加强支护措。
S1中采用两排恒阻大变形锚索进行加强支护。
两排恒阻大变形锚索中第一排恒阻大变形锚索距切顶孔500mm，第二排距第一排恒阻大变形锚索1400mm，恒阻大变形锚索长度按公式LH=HF+2.0确定；
式中：LH-恒阻大变形锚索长度，HF-顶板预裂切缝深度。
S2中：超前工作面30m对采空区侧巷道顶板施工切顶孔并进行爆破预裂；顶板预裂切缝深度与采高、顶板下沉量以及底鼓量有关，通过公式HF=(HC-△H1-△H2)/(K-1)进行确定，式中：HF-顶板预裂切缝深度，HC-采高，△H1-采场顶板下沉量，△H2-采场底板底鼓量，K-碎胀系数，K取值1.3~1.5。
S5中：煤层厚度小于2m时挡矸支护采用工字钢，煤层厚度2~3m时，挡矸支护采用装有卡揽的可伸缩U型钢，煤层厚度3~5m的，挡矸支护采用单排挡矸支架，煤层厚度大于5m的，挡矸支护采用双排挡矸支护。
如图7和8所示，采区下行开采时，第一个留巷工作面采用双留巷双切眼方式，形成留巷工作面Y型通风。采区上行开采时，第一个留巷工作面采用三巷布置方式，以便形成留巷工作面Y型通风。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对巷道软弱顶板进行加强支护；
S2、对采空区侧巷道进行爆破预裂；
S3、施工行人通道；
S4、在靠工作面留巷侧的支架顶盖铺设菱形铁丝网，不放顶煤；
S5、在工作面架后采空区侧铺设挡矸装置和铁丝网；
S6、在矿压作用下，S2预裂后的矸石堆积形成石墙；
S7、在工作面动压承载区采用单体用液压支柱和π型梁加强支护，抵御工作面顶板垮落形成的动压；
S8、根据工作面漏风情况，在铁丝网和矸石墙表面喷射混凝土或不喷射混凝土；
S9、随着工作面的推进，依次拆除成巷稳定区的挡矸装置、单体用液压支柱和π型梁，继续循环上述步骤，直至整个沿空留巷完成。
2.根据权利要求1所述的一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于：所述S1中采用两排恒阻大变形锚索进行加强支护。
3.根据权利要求2所述的一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于：两排恒阻大变形锚索中第一排恒阻大变形锚索距切顶孔500mm，第二排距第一排恒阻大变形锚索1400mm，恒阻大变形锚索长度按公式LH=HF+2.0确定；
式中：LH-恒阻大变形锚索长度，HF-顶板预裂切缝深度。
4.根据权利要求1所述的一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于，所述S2中：超前工作面30m对采空区侧巷道顶板施工切顶孔并进行爆破预裂；顶板预裂切缝深度与采高、顶板下沉量以及底鼓量有关，通过公式HF=(HC-△H1-△H2)/(K-1)进行确定，式中：HF-顶板预裂切缝深度，HC-采高，△H1-采场顶板下沉量，△H2-采场底板底鼓量，K-碎胀系数，K取值1.3~1.5。
5.根据权利要求1所述的一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于，所述S5中：煤层厚度小于2m时挡矸支护采用工字钢，煤层厚度2~3m时，挡矸支护采用装有卡揽的可伸缩U型钢，煤层厚度3~5m的，挡矸支护采用单排挡矸支架，煤层厚度大于5m 的，挡矸支护采用双排挡矸支护。
6.根据权利要求1所述的一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于，采区下行开采时，第一个留巷工作面采用双留巷双切眼方式，形成留巷工作面Y型通风。
7.根据权利要求1所述的一种高瓦斯三软极不稳定煤层综放工作面沿空留巷方法，其特征在于，采区上行开采时，第一个留巷工作面采用三巷布置方式，以便形成留巷工作面Y型通风。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190329 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |