CN110735638A - 一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法 - Google Patents

一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法 Download PDF

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张立媛
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    • E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal

Abstract

本发明提供了一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法，实现方法主要的技术要点是:在采煤工作面超前巷道高帮侧，将煤矿的直接顶岩层沿煤层走向方向切断，当工作面推过后，上覆岩层的压力使切断后的低帮侧和高帮侧的直接顶岩层断裂，利用断裂后的第一块体和第二块体对上覆岩层产生向上的支撑力，从而实现沿空留巷的自稳状态，本发明通过上述自稳的结构实现具有坚硬直接顶岩层的煤矿的沿空留巷，结构简单实用，大大节约了沿空留巷的成本。

Description

一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法
技术领域
本发明涉及沿空留巷领域，特别是一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法。
背景技术
沿空留巷已成为煤矿无煤柱开采的重要方式，不仅减小资源浪费，降低生产成本，还有利于煤矿安全高效生产。然而，沿空留巷稳定控制是难点，关乎沿空留巷的成功与否。目前，现场沿空留巷主要采用锚杆(索)网支护，单体液压支柱支护。虽然取得了不少成功案例，但是基本没有充分发挥顶板岩体自身特定结构，造成了一定的资源和成本浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法，以解决上述技术背景中所提出的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：
S1、在采煤工作面超前巷道内向高帮方向切割坚硬直接顶岩层，切割线深度到直接顶岩层的顶部，切割面沿煤层走向方向，并向煤体侧倾斜；
S2、工作面推过后，受上覆岩层的压力作用，低帮侧直接顶岩层在煤体内部断裂，形成第一块体；采空区侧深部直接顶岩层自动断裂垮落，巷道采空区高帮侧直接顶岩层沿之前切割面垮落，形成第二块体；
S3、第一块体以顶板断裂点为第一支撑点，向巷道侧产生一定的旋转变形，并与第二块体接触，产生第二支撑点，最终形成了一端由煤层支撑，另一端由垮落的第二块体支撑的沿空留巷自稳结构。
进一步的，所述实现方法适用于具有坚硬直接顶岩层的煤矿的沿空留巷。
本发明的有益效果是：本发明通过将煤矿的直接顶岩层沿煤层走向方向切断，当工作面推过后，上覆岩层的压力使切断后的低帮侧和高帮侧的直接顶岩层断裂，利用断裂后的第一块体和第二块体对老顶岩层产生向上的支撑力，从而实现沿空留巷的自稳状态，本发明通过上述自稳的结构实现具有坚硬直接顶岩层的煤矿的沿空留巷，相对于传统的锚杆(索)网支护，单体液压支柱支护，结构简单实用，大大节约了沿空留巷的成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-上覆岩层，2-直接顶岩层，3-煤层，4-第一块体，5-第二块体，6-第一支撑点，7-第二支撑点。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例：
一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：
S1、在采煤工作面超前巷道内向高帮方向切割坚硬直接顶岩层，切割线深度到直接顶岩层的顶部，切割面沿煤层走向方向，并向煤体侧倾斜；
S2、工作面推过后，受上覆岩层的压力作用，低帮侧直接顶岩层在煤体内部断裂，形成第一块体；采空区侧深部直接顶岩层自动断裂垮落，巷道采空区高帮侧直接顶岩层沿之前切割面垮落，形成第二块体；
S3、第一块体以顶板断裂点为第一支撑点，向巷道侧产生一定的旋转变形，并与第二块体接触，产生第二支撑点，最终形成了一端由煤层支撑，另一端由垮落的第二块体支撑的沿空留巷自稳结构。
进一步的，上述实现方法适用于具有坚硬直接顶岩层的煤矿的沿空留巷。
请参阅附图-1所示，本发明在采煤工作面超前巷道内向高帮方向切割坚硬直接顶岩层2，切割线深度到直接顶岩层2的顶部，且切割面沿煤层3走向方向，并向煤体侧倾斜，当工作面推过后，受上覆岩层1的压力作用，帮侧直接顶岩层2在煤体内部断裂，形成第一块体4，采空区侧深部直接顶岩层2自动断裂垮落，巷道采空区高帮侧直接顶岩层2沿之前切割面垮落，形成第二块体5，第一块体4受上覆岩层1的压力向巷道侧产生一定的旋转变形与第二块体5接触形成第二支撑点7，与煤层3之间形成第一支撑点6，根据力学原理，第二支撑点7上方的老顶岩层1对第一块体4产生向下的压力，使第一块体4沿第二支撑点7有顺时针旋转的趋势，从而第一块体4对第一支撑点6上方的上覆岩层1产生向上的支撑力，最终形成一端由煤层支撑，另一端由垮落的第二块体支撑的沿空留巷自稳结构。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：
S1、在采煤工作面超前巷道内向高帮方向切割坚硬直接顶岩层(2)，切割线深度到直接顶岩层(2)的顶部，切割面沿煤层(3)走向方向，并向煤体侧倾斜；
S2、工作面推过后，受上覆岩层(1)的压力作用，低帮侧直接顶岩层(2)在煤体内部断裂，形成第一块体(4)；采空区侧深部直接顶岩层(2)自动断裂垮落，巷道采空区高帮侧直接顶岩层(2)沿之前切割面垮落，形成第二块体(5)；
S3、第一块体(4)以顶板断裂点为第一支撑点(6)，向巷道侧产生一定的旋转变形，并与第二块体(5)接触，产生第二支撑点(7)，最终形成了一端由煤层(3)支撑，另一端由垮落的第二块体(2)支撑的沿空留巷自稳结构。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿坚硬直接顶条件沿空留巷自稳结构的实现方法，其特征在于，所述实现方法适用于具有坚硬直接顶岩层的煤矿的沿空留巷。
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