CN111173511A - 一种沿空留巷切顶方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沿空留巷切顶方法，包括以下步骤：S1、依据矿井地质资料计算巷道直接顶以及基本顶厚度，设计钻孔轨迹并利用定向钻孔机按照钻孔轨迹进定向钻孔操作；S2、钻孔打通后在钻孔的一端利用连接件将锯线的一端与钻杆端头连接，拔出钻杆时钻杆带动锯线穿过钻孔，完成锯线布设；S3、将线锯机装配完成，并将锯线安装在线锯机上，线锯机带动锯线对直接顶、基本顶进行切割操作，当锯线穿透直接顶、基本顶后即完成沿空留巷切顶。本发明采用线锯机进行静力切割操作，其可以最大程度上保存已有结构的稳定性和安全性，并且其动力强劲，提高了切割能力和切割效率的同时降低了工作人员的劳动强度，给工作人员的施工操作带来了便利。

Description

一种沿空留巷切顶方法

技术领域

本发明涉及采煤领域，尤其涉及一种沿空留巷切顶方法。

背景技术

沿空留巷技术是实现薄煤层矿井高产、高效生产的关键技术，但是目前沿空留巷多采用放炮方式实现巷道老顶与采空区老顶断裂，以来阻断采空区老顶应力向巷道老顶应力传导，减弱巷道围岩受力，保护巷道完整性，达到沿空留巷的目的。采用放炮方式进行采空区侧顶板垮落，由于爆破是由中心向四周进行冲击，即使打钻孔设置爆破弱面，依旧无法完全按照预计爆破平面切断巷道与采空区老顶之间联系，造成预裂面不平整，影响沿空留巷效果（如图1、图2所示）；爆破产生的冲击波具有较大破坏性，会严重破坏巷道支护质量，需要二次增强顶板支护，大大增加了留巷人力、财力成本；并且爆破切顶无巷旁支护沿空留巷无法适用于高瓦斯矿井，若采用巷旁支护沿空留巷则会大大增加留巷成本，因此，需要一种降低留巷成本、提高切顶效果的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种降低成本、提高安全性的沿空留巷切顶方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种沿空留巷切顶方法，包括以下步骤：

S1、依据矿井地质资料计算巷道直接顶以及基本顶厚度，设计钻孔轨迹并利用定向钻孔机按照钻孔轨迹进行定向钻孔操作；

S2、钻孔打通后在钻孔的一端利用连接件将锯线的一端与钻杆端头连接，拔出钻杆时钻杆带动锯线穿过钻孔，完成锯线布设；

S3、将线锯机装配完成，并将锯线安装在线锯机上，线锯机带动锯线对直接顶、基本顶进行切割操作，当锯线穿透直接顶、基本顶后即完成沿空留巷切顶。

进一步的，所述线锯机包括控制锯线进行切割操作的线锯机主体以及收线轮、放线轮，线锯机主体设置在直接顶下方，收线轮、放线轮分别设置在线锯机主体内部左、右两端，锯线穿过线锯机主体且锯线缠绕在收线轮、放线轮外侧。

进一步的，所述线锯机包括锯架、阻隔块、导向轮，锯架底端放置在地面上，锯架顶端固定连接线锯机主体，线锯机主体左、右两端均连接有导向轮且导向轮外侧与锯线相接触，阻隔块设置在线锯机主体与直接顶之间，阻隔块下端面与线锯机主体上端面固定连接，阻隔块上端面与直接顶底面相接触。

进一步的，所述钻孔呈倒置的U型，相邻钻孔的一端相重合。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明采用定向钻孔机进行钻孔操作并利用线锯机进行切割操作，本装置操作简捷，安装方便，高效可靠。其采用线锯机进行线性切割可以使施工截面更加整齐，避免了爆破切割过程中对直接顶、基本顶的结构造成破坏；并且线锯机通过设置阻隔块的设计，可以避免导向轮、线锯机主体与直接顶岩面相接触，保障线锯运行安全性，避免卡线导致线锯机抬接顶板，大大降低了施工设备的损耗成本；同时可以大大保障设备运行安全，缩短施工工期、提高竞标优势、扩大所能接受施工工程的规模；另一方面，本发明采用线锯机进行静力切割操作，其可以最大程度上保存已有结构的稳定性和安全性，并且其动力强劲，提高了切割能力，保证沿空留巷切割效率的同时降低了工作人员的劳动强度，给工作人员的施工操作带来了便利。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为爆破切顶沿空留巷工艺工作面的俯视结构图；

图2为爆破切顶沿空留巷工艺剖面结构图；

图3为线锯切顶沿空留巷工艺工作面的俯视结构图

图4为线锯切顶沿空留巷工艺剖面结构图；

图5为锯线布设剖面结构图；

图6为线锯机与锯线连接安装后的剖面结构图；

图7为线锯机进行切割操作时进入老顶的剖面结构图；

图8为线锯机进行切割操作时进入直接顶的剖面结构图；

图9为线锯机切割后的剖面结构图；

图10为线锯机切割后的立体效果图；

图11为线锯机的结构示意图。

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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图3至图11所示，本实施例公开了一种沿空留巷切顶方法，其技术方案采用线锯切割方式破断采空区与巷道老顶之间的联系，其包括以下步骤：

S1：依据矿井地质资料，计算巷道直接顶、老顶厚度，设定切割老顶深度尺寸信息，制定定向钻孔轨迹路径信息；采用定向钻孔技术，按照设计钻孔轨迹，钻取定向钻孔6；

S2：定向钻孔6打通后利用连接件将锯线5与钻杆7端头连接，锯线可以缠绕在连接件外侧，连接件与钻杆端头可拆卸连接，拔出钻杆7时锯线5穿过定向钻孔6，实现锯线布设；

S3：进行线锯机安装，采用柔性线锯，利用静力切割的方法实现岩层破断，以来实现巷道围岩卸压，保证无巷旁支护沿空留巷的成巷效果，利用线锯机完成切顶工作，破断巷道老顶与采空区侧老顶之间的应力传导，使采空区侧顶板可以沿重力方向自然垮落下沉。

本发明采用改装线锯电机进行岩层切割，实现巷道与采空区侧老顶的破断，打破采空区与巷道之间的应力传导，降低巷道帮部与顶板的承载应力，大大维护巷道整体性，最终实现沿空留巷目的。

线锯机包括线锯机主体1，线锯机主体1主要由同步带轮102、浸胶槽101、张紧辘头106、控制面板103构成，同步带轮102作为锯线5转动时的动力源，张紧辘头106为了保证锯线5保持张紧状态，控制面板103可以实现收线轮104、放线轮105转速的监测、诊断、控制，浸胶槽101起到为锯线5降温、养护锯线5的作用；线锯机主体1固定连接在锯架2上，锯线5从线锯机主体1内穿过，在线锯切割机主体1左、右两端增加导向轮3，实现控制线锯方位的作用；增加阻隔体4，实现保护导向轮3，防止线锯切割机主体1被拉至与直接顶板接触；收线轮、放线轮上均连接有变速机107，通过变速机实现各自转速变化。切割状态时，令收线轮转速大于放线轮转速，保证收线轮收线速度大于放线轮放线速度，从而实现收紧切割线，起到切割岩体的作用；在切割硬岩时，可以调整收线轮、放线轮转动速度，保证两者速度均衡，防止切割线断裂，卡线等问题发生；在特殊情况需要更换切割线时，可能需要返线，此时令收线轮转速小于放线轮转速，保证收线轮收线速度小于放线轮放线速度，达到放线效果。

本发明采用定向钻孔机进行钻孔操作并利用线锯机进行切割操作，本装置操作简捷，安装方便，高效可靠。其采用线锯机进行线性切割可以使施工截面更加整齐，避免了爆破切割过程中对直接顶、基本顶的结构造成破坏；并且线锯机通过设置阻隔块的设计，可以避免导向轮、线锯机主体与直接顶岩面相接触，保障线锯运行安全性，避免卡线导致线锯机抬接顶板，大大降低了施工设备的损耗成本；同时可以大大保障设备运行安全，缩短施工工期、提高竞标优势、扩大所能接受施工工程的规模；另一方面，本发明采用线锯机进行静力切割操作，其可以最大程度上保存已有结构的稳定性和安全性，并且其动力强劲，提高了切割能力，保证沿空留巷切割效率的同时降低了工作人员的劳动强度，给工作人员的施工操作带来了便利。

Claims (4)

1.一种沿空留巷切顶方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、依据矿井地质资料计算巷道直接顶以及基本顶厚度，设计钻孔轨迹并利用定向钻孔机按照钻孔轨迹进行定向钻孔操作；

S2、钻孔打通后在钻孔的一端利用连接件将锯线的一端与钻杆端头连接，拔出钻杆时钻杆带动锯线穿过钻孔，完成锯线布设；

S3、将线锯机装配完成，并将锯线安装在线锯机上，线锯机带动锯线对直接顶、基本顶进行切割操作，当锯线穿透直接顶、基本顶后即完成沿空留巷切顶。

2.如权利要求1所述的沿空留巷切顶方法，其特征在于：所述线锯机包括控制锯线进行切割操作的线锯机主体以及收线轮、放线轮，线锯机主体设置在直接顶下方，收线轮、放线轮分别设置在线锯机主体内部左、右两端，锯线穿过线锯机主体且锯线缠绕在收线轮、放线轮外侧。

3.如权利要求2所述的沿空留巷切顶方法，其特征在于：所述线锯机包括锯架、阻隔块、导向轮，锯架底端放置在地面上，锯架顶端固定连接线锯机主体，线锯机主体左、右两端均连接有导向轮且导向轮外侧与锯线相接触，阻隔块设置在线锯机主体与直接顶之间，阻隔块下端面与线锯机主体上端面固定连接，阻隔块上端面与直接顶底面相接触。

4.如权利要求3所述的沿空留巷切顶方法，其特征在于：所述钻孔呈倒置的U型，相邻钻孔的一端相重合。

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