CN110043259A - 一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，具体包括以下步骤：1)根据矿井前期地质勘探资料，确定采场三维地质模型；2)基于采场三维地质模型构建工作面地质分区原则，划分不同开采区域；3)分区域回采大采深大采高复合顶工作面；4)开采过程中进行工作面地质条件实时探测，及时进行地质信息修正；5)基于修正后的工作面地质信息，重新进行工作面分区调整及回采方法调整；本发明适应于大采深大采高复合顶复杂地质条件下的工作面回采，可以有效减少工作面冒顶、片帮、倒架等事故，保证工作面安全生产同时大大提高工作面回采效率。

Description

一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺

技术领域

本发明涉及煤炭开采领域，具体涉及一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺。

背景技术

随着我国浅部煤炭资源的长期持续高强度开采，我国东部煤炭资源逐渐枯竭，使得东部煤矿的开采深度逐年加大。同时，厚煤层资源开采一直是研究的重点，加之我国大部分地区煤矿地质条件极其复杂，深部大采高工作面常常面临着冒顶、片帮、倒架等强烈矿压显现问题，尤其在复合顶板条件下变形破坏问题更为严重。这些问题严重影响了工作面的安全回采，制约了生产效率。

目前，针对这类问题，国内外常用的解决办法主要有降低采高、煤壁注浆、人工假顶等。上述方法虽然能解决复杂地质条件下工作面开采问题，但由于我国东部地区煤层埋藏条件复杂，煤厚变化及复合顶层位变化情况复杂，无法有效控制采高及注浆区域等，易造成工作面产量降低、增加顶板破碎程度、地质条件复杂区域管控不及时等问题。所以，研制一种大采深大采高复合顶工作面分区回采工艺，预测工作面地质信息，并基于不同地质特征进行工作面分区回采成为了亟需解决的一大难题。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，其根据不同地质特征进行工作面分区回采，提高回采效率与安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，包括以下步骤：

1)根据前期矿井地质勘探资料，确定采场三维地质模型；

2)划分区域：将大采深大采高复合顶工作面划分为正常回采区、正常仰采区、正常俯采区以及仰斜逆断层区；

3)控制各区域内工作面冒顶片帮现象和两巷矿压显现现象；

4)对各区域进行回采；

5)回采过程中实时探测，及时修正地质信息，重复步骤1)-4)。

优选地，步骤2)中划分区域的具体方法为：基于煤层倾角a、构造带及煤厚的基本地质信息，利用场地分类法进行划分区域，当煤层倾角-5°＜a＜5°，区域内部无构造带时，将该区域划分为正常回采区；当煤层倾角5≤a≤25°，区域内部无构造带时，将该区域划分为正常仰采区；当煤层倾角-25°≤a≤-5，区域内部无构造带时，将该区域划分为正常俯采区；当煤层倾角>5°，区域内部有逆断层构造时，将该区域划分为仰斜逆断层区。

优选地，步骤3)中正常回采区和正常俯采区均采用支架增阻结合及时控顶技术控制工作面冒顶片帮现象，采用750mm×750mm间排距锚杆支护方式控制两巷矿压显现现象。

优选地，步骤3)中正常仰采区采用调整采高结合煤壁注浆方式控制工作面冒顶片帮现象，采用锚网索联合支护方式控制两巷矿压显现现象，锚杆间排距750mm×750mm，锚索间排距1400mm×1400mm。

优选地，步骤3)中仰斜逆断层区采用控制采高、煤壁注浆结合工作面锚索方式控制工作面冒顶片帮现象，采用锚索配合一字托梁方式控制两巷矿压显现现象，锚杆间排距700mm×700mm，锚索间排距1000mm×1400mm。

本发明的有益效果在于：在大采深大采高复合顶工作面开采过程中，通过构建采场三维地质模型与工作面地质分区原则，将工作面划分为具有不同地质特征的分区，并利用不同的回采工艺进行回采，可以大大提高工作面的开采效率与安全性；整个开采方法使用方便、安全可靠、适应性强，具有广泛的适应性与现场应用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种大采深大采高复合顶工作面分区域图；

图2是本发明的超长锚索布置图；

图3是本发明的煤壁注浆钻孔布置图。

图中：1-正常回采区；2-正常仰采区；3-正常俯采区；4-仰斜逆断层区；5-回采巷道；6-等高线；7-构造带；8-煤壁；9-复合顶；10-超长锚索；11-注浆钻孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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至图3所示，一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，包括以下步骤：

1)根据前期矿井地质勘探资料，确定采场三维地质模型；

2)划分区域：将大采深大采高复合顶9工作面划分为正常回采区1、正常仰采区2、正常俯采区3以及仰斜逆断层区4；

3)控制各区域内工作面冒顶片帮现象和两巷矿压显现现象；

4)对各区域进行回采；

5)回采过程中实时探测，及时修正地质信息，重复步骤1)-4)。

步骤2)中，划分区域具体方法为：基于煤层倾角a、构造带7及煤厚的基本地质信息，利用场地分类法进行划分区域，当煤层倾角-5°＜a＜5°，区域内部无构造带7时，将该区域划分为正常回采区1；当煤层倾角5≤a≤25°，区域内部无构造带7时，将该区域划分为正常仰采区2；当煤层倾角-25°≤a≤-5，区域内部无构造带7时，将该区域划分为正常俯采区3；当煤层倾角>5°，区域内部有逆断层构造时，将该区域划分为仰斜逆断层区4，能够利用等高线6用来测量煤层倾角a。

步骤3)中正常回采区1和正常俯采区3均采用支架增阻结合及时控顶技术控制工作面冒顶片帮现象，采用φ22mm×2400mm的等强锚杆支护回采巷道5，采用750mm×750mm间排距锚杆支护方式控制两巷矿压显现现象。

步骤3)中正常仰采区1采用适当调整采高、沿顶回采与煤壁8注浆的方式保护工作面围岩，采用锚网索联合方式支护回采巷道5，锚杆采用φ22mm×2400mm的等强锚杆，间排距750mm×750mm，锚索采用φ22mm×6000mm的超长锚索10，间排距1400×1400mm。

步骤3)中仰斜逆断层区4采用适当调整采高、煤壁8注浆结合工作面超长锚索方式保护工作面围岩，采用锚索配合一字托梁方式支护回采巷道5，锚杆采用φ24mm×2600mm的高强锚杆，间排距700mm×700mm，锚索采用φ22mm×6000mm的超长锚索10，间排距1000mm×1400mm，一字托梁为36U型支托梁，长度2000mm。

煤壁8注浆时，注浆浆液选用马丽散，当回采至正常仰采区2时，注浆钻孔11直径为42mm，孔间距4.5m，开孔位置位于复合顶9下方1.5m，孔深7m；当回采至仰斜逆段层区4时，注浆钻孔11直径42mm,孔间距3.5m，开孔位置位于复合顶9下方1.5m。孔深10m。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据前期矿井地质勘探资料，确定采场三维地质模型；

2)划分区域：将大采深大采高复合顶工作面划分为正常回采区、正常仰采区、正常俯采区以及仰斜逆断层区；

3)控制各区域内工作面冒顶片帮现象和两巷矿压显现现象；

4)对各区域进行回采；

5)回采过程中实时探测，及时修正地质信息，重复步骤1)-4)。

2.如权利要求1所述的一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，其特征在于：步骤2)中划分区域的具体方法为：基于煤层倾角a、构造带及煤厚的基本地质信息，利用场地分类法进行划分区域，当煤层倾角-5°＜a＜5°，区域内部无构造带时，将该区域划分为正常回采区；当煤层倾角5≤a≤25°，区域内部无构造带时，将该区域划分为正常仰采区；当煤层倾角-25°≤a≤-5，区域内部无构造带时，将该区域划分为正常俯采区；当煤层倾角>5°，区域内部有逆断层构造时，将该区域划分为仰斜逆断层区。

3.如权利要求1所述的一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，其特征在于：步骤3)中正常回采区和正常俯采区均采用支架增阻结合及时控顶技术控制工作面冒顶片帮现象，采用750mm×750mm间排距锚杆支护方式控制两巷矿压显现现象。

4.如权利要求1所述的一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，其特征在于：步骤3)中正常仰采区采用调整采高结合煤壁注浆方式控制工作面冒顶片帮现象，采用锚网索联合支护方式控制两巷矿压显现现象，锚杆间排距750mm×750mm，锚索间排距1400mm×1400mm。

5.如权利要求1所述的一种大采深大采高复合顶工作面分区域回采工艺，其特征在于：步骤3)中仰斜逆断层区采用控制采高、煤壁注浆结合工作面锚索方式控制工作面冒顶片帮现象，采用锚索配合一字托梁方式控制两巷矿压显现现象，锚杆间排距700mm×700mm，锚索间排距1000mm×1400mm。