CN110242322B

CN110242322B - 一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法

Info

Publication number: CN110242322B
Application number: CN201910587908.XA
Authority: CN
Inventors: 王志强; 王鹏; 苏泽华
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: CN110242322A

Abstract

本发明公开了一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法。在近水平特厚煤层中，将连接首采面的回风平巷沿底板布置，进风平巷沿顶板布置，回采过程中，将沿顶板布置的进风平巷采用沿空留巷技术保留下来作为接续工作面回风平巷，接续面进风平巷沿顶板布置。接续工作面回采时，将接续工作面沿顶板布置的进风平巷采用沿空留巷技术保留下来作为下一工作面回风平巷。本发明操作易行，且成本较低，可保证特厚煤层工作面的安全高效生产。

Description

一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法

技术领域

本发明属于煤炭开采领域，涉及一种煤层的沿空留巷巷道布置方法，尤其与近水平特厚煤层且为坚硬顶板条件下的沿空留巷有关。

背景技术

沿空留巷技术是一项成熟的开采技术，能够实现区段间无煤柱开采，具有提高采区回采率、降低采掘比、实现工作面顺采避免出现孤岛工作面的优点，同时通过取消区段煤柱使该巷道始终处于应力降低区，可有效的避免巷道冲击地压。国内外相关学者对沿空留巷技术做了大量的研究工作，早期的沿空留巷技术主要是随着工作面推进，在工作面后方采用巷旁充填技术，沿采空区边缘保留原回采巷道的方法。但是，巷旁充填沿空留巷需要构筑支护墙体，成本较高，且支护墙体与顶板接触面应力低，对顶板起不到主动支护的作用，同时，受采动影响，支护墙体易变形破坏，维护困难，产生裂缝后沟通采空区存在采空区自燃、瓦斯爆炸的安全隐患。近年来，何满朝院士等提出了切顶成巷无煤柱开采技术，首先，在首采面计划留巷的回采巷道中沿采空区边缘实施超前爆破预裂切顶，同时采用恒阻大变形锚索支护顶板，待工作面回采后，在覆岩运动的作用下，顶板沿切缝垮落形成巷帮。该技术不需要巷旁充填，节省了一定成本，但是，其主要适用于薄及中厚煤层，原因在于薄及中厚煤层中回采巷道顶板为相对坚硬的岩层，切顶比较完整，可直接形成巷旁支护墙体。对于特厚煤层条件不适合采用切顶成巷无煤柱开采技术的原因主要有两方面，第一方面，由于回采巷道顶板为相对破碎、松软的顶煤，综放开采时工作面端头三架液压支架顶煤不放，因此，切落的为破碎的顶煤，不能够作为巷旁支护墙体维护巷道，且松散煤体作为支护体强易沟通采空区，存在采空区着火、瓦斯爆炸等安全隐患；第二方面，随着煤层厚度的增加，恒阻大变形锚索打设至基本顶需要增加顶煤厚度的长度，锚索长度增加不仅增加了现场施工难度，而且降低了锚索性能，增加到了工件成本。因此，目前实际生产过程中特厚煤层开采仍留设宽煤柱或采用窄煤柱沿空掘巷。一方面，煤层厚度大，留设宽煤柱造成大量的煤炭资源浪费，另一方面，一般宽煤柱掘巷或窄煤柱沿空掘巷仍受上区段采空后侧向支承压力的影响，加之特厚煤层综放开采动载强烈，存在发生冲击地压的危险。因此，如何在确保安全生产的前提下实现特厚煤层沿空留巷，是目前一个亟待解决的实际问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法，该方法可实现特厚煤层沿空留巷无煤柱开采，且具有沿空巷道稳定、变形小、易支护、成本低廉、安全性高的特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种特厚煤层沿空留巷的布置方法，具体步骤如下：

(1)设计错层位巷道布置首采面，为沿空留巷做准备；

(2)首采面开采时，采用沿空留巷技术保留沿煤层顶板掘进的巷道；

(3)首采面开采时，新开掘接续面另一条巷道；

(4)将保留下的巷道与新开掘的巷道贯通形成接续面。

(5)接续面开采时，采用沿空留巷技术保留实体煤侧沿顶板掘进的巷道，作为下一工作面回采平巷使用。

所述步骤(1)中，工作面一侧巷道沿煤层底板掘进，一侧巷道沿煤层顶板掘进，两巷道贯通形成首采面，工作面与沿煤层顶板掘进的巷道间有一起坡过渡段。

所述步骤(2)中，沿空留巷技术采用切顶成巷或巷旁充填的方式，保留首采面沿煤层顶板掘进的巷道，作为接续面回采平巷使用。

所述步骤(3)中，新开掘的巷道为接续面一条回采平巷，该巷道沿煤层顶板掘进。

所述步骤(4)中，接续面为保留下来的首采面沿煤层顶板掘进的巷道与新开掘的沿煤层顶板掘进的巷道贯通形成，接续面采用放顶煤工艺回采，两相邻工作面下方存在梯形煤体，梯形煤体上边宽度为巷道宽度，下边宽度由煤层厚度确定，高度为煤层厚度减巷道高度。

所述步骤(5)中，沿空留巷技术采用切顶成巷或巷旁充填的方式。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，将计划保留的巷道沿煤层顶板布置，使巷道顶板为坚硬的岩层，充分利用现有的切顶成巷或巷旁充填沿空留巷开采技术，解决特厚煤层巷道顶板为破碎煤体而无法留巷的问题，实现了特厚煤层沿空留巷，避免了特厚煤层留设宽煤柱造成的资源浪费，提高了煤炭回采率，并且使特厚煤层传统回采巷道顶板为松软顶煤变为坚硬岩层，改善了巷道支护环境。本发明的沿空留巷巷道布置方法简单易行，安全性高，具有较好的经济价值。

附图说明

图1为本发明一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法结构俯视图；

图2为本发明一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法结构剖面图；

图3为本发明一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法中首采面面巷道布置示意图；

图4为本发明一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法中接续面巷道布置示意图。

附图标记说明：1-首采面回风平巷；2首采面进风平巷；3-首采面；4-接续面回风平巷；5-接续面进风平巷；6-接续面；7-煤层底板；8-煤层顶板；9-顶煤；10-梯形煤体；11-下一工作面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。然而本领域技术人员应该认识到，本发明并不因此而受到任何限制。

(1)首先在特厚煤层中采用错层位巷道布置，沿煤层底板7掘进首采面进风平巷2及沿煤层板8掘进巷道首采面回风平巷1，首采面回风平巷1及首采面进风平巷2掘进至规定位置后，贯通形成首采面4，工作面与沿煤层顶板掘进的巷道间有一起坡过渡段。

(2)首采面3回采过程中，采用切顶成巷或巷旁充填的方式将首采面进风平巷2保留下来，作为接续面回风平巷2使用，采用现有的放顶煤回采工艺放出顶煤9。

(3)首采面3开采时，沿煤层顶板掘进接续面进风平巷5。

(4)接续面回风平巷4与接续面进风平巷5贯通形成接续面6，采用现有的放顶煤回采工艺放出顶煤9，两相邻工作面下方存在梯形煤体10，梯形煤体10上边宽度为接续面回风平巷4的宽度，下边宽度由煤层厚度确定，高度为煤层厚度减巷道高度。

(5)接续面6回采过程中，采用切顶成巷或巷旁充填的方式将下平巷3保留下来，作为下一工作面11的回风平巷所用，待工作面5开采结束后，可开采下一工作面11。

Claims

1.一种特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设计错层位巷道布置首采面，为沿空留巷做准备；其中，首采面远离接续面一侧的巷道沿煤层底板掘进，靠近接续面一侧的巷道沿煤层顶板掘进，两巷道贯通形成首采面，首采面与沿煤层顶板掘进的巷道间有一起坡过渡段；

（2）首采面开采时，采用沿空留巷技术保留沿煤层顶板掘进的巷道；

（3）接续面开采时，沿煤层顶板新开掘接续面另一条巷道，接续面与先开掘的巷道间有一起坡过渡段，将首采面保留下的巷道与新开掘的巷道贯通形成接续面，使得首采面保留下来的巷道作为接续面的巷道之一；

（4）以此类推，下一工作面开采时，采用沿空留巷技术保留上一相邻工作面最近的巷道，并沿煤层顶板新开掘另一条巷道，工作面与先开掘的巷道间有一起坡过渡段，将上一相邻工作面保留下的巷道与新开掘的巷道贯通形成工作面，使得上一相邻工作面保留下的巷道作为下一工作面的巷道之一。

2.根据权利要求1所述的特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法，其特征在于，所述步骤（2）中，采用切顶成巷或巷旁充填的沿空留巷技术，保留首采面沿煤层顶板掘进的巷道，作为接续面回采平巷使用。

3.根据权利要求1所述的特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法，其特征在于，所述步骤（3）中，新开掘的巷道为接续面一条回采平巷，该巷道沿煤层顶板掘进，接续面为保留下来的首采面沿煤层顶板掘进的巷道与新开掘的沿煤层顶板掘进的巷道贯通形成，接续面采用放顶煤工艺回采，两相邻工作面下方存在梯形煤体，梯形煤体上边宽度为巷道宽度，下边宽度由煤层厚度确定，高度为煤层厚度减巷道高度。

4.根据权利要求1所述的特厚煤层沿空留巷的巷道布置方法，其特征在于，所述步骤（4）中，沿空留巷技术采用切顶成巷或巷旁充填的方式。