CN112727460A - 一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，涉及采矿工程技术领域，解决了相向采掘巷道叠加矿压影响顶板支护的问题。该方法包括：在上工作面回采期间利用人工切顶卸压切断采空区对隔离煤柱侧和下工作面的影响，避免上工作面的隅角悬顶；下工作面的回采巷道沿隔离煤柱掘进，掘进至上工作面的停采线位置后，在靠近保护煤柱的一侧施工锚索边角固顶，在巷帮施工锚索加强巷道围岩支护；下工作面回采时上工作面经过切顶卸压施工顶板采空区达到稳定状态。该方法结合切顶卸压、边角固顶等技术，弱化了隔离煤柱的支护作用，从而可以尽量的减小隔离煤柱宽度，并且切断了相邻采空区的应力传递，保证了相邻巷道的安全，提高了采掘效率。

Description

一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法
技术领域
本发明涉及采矿工程技术领域，尤其是一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定的方法。
背景技术
目前，大多数的矿井采取121长壁开采的方法采煤，在回采巷道掘进过程中始终有一条掘进巷道处于邻空掘巷，在回采过程中始终有一个顺槽处于邻空采巷。邻空巷道在矿压叠加后变形大，采掘期间的二次、三次支护成本高，严重制约了采掘速度和采掘安全。
尤其在软岩深井动压巷道，存在大变形问题。主要是因为软岩长期流变、吸水软化、膨胀大变形，锚网索及时主动高预应力支护作用未能充分体现，顺槽巷道支护工艺复杂，造成巷道底臌严重、多次返修等问题。另外采动应力还会造成巷道非对称变形，煤柱应力集中使巷道易失稳，造成采掘接续紧张，动力冲击灾害，伴随瓦斯和自燃发火等安全隐患。在高瓦斯矿井中还存在巷道内通风超速，瓦斯突出等问题。
为此需要科学的利用现有的支护理论，采取超前支护控制，保证采掘工作在单一应力影响区域下进行，减少应力叠加的影响，提高开采效率。
发明内容
为了解决相向采掘巷道叠加矿压影响顶板支护的问题，切断相邻采空区的应力传递，保证了相邻巷道的安全，提高了采掘效率，本发明提供了一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，具体的技术方案如下。
一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，采区内使用121工法布置回采工作面，在两个工作面的两侧分别布置顺槽，工作面之间还留设有隔离煤柱；步骤包括：
S1.布置上工作面两侧的顺槽，在上工作面回采期间利用人工切顶卸压切断采空区对隔离煤柱侧和下工作面的联系；
S2.下工作面的回采巷道沿隔离煤柱掘进，掘进至上工作面的停采线位置后，在回采巷道内靠近保护煤柱的一侧施工锚索边角固顶，并在巷帮施工锚索加强巷道围岩支护；
S3.下工作面回采时上工作面经过切顶卸压施工采空区已经达到稳定状态。
优选的是，隔离煤柱的宽度为5-8m。
优选的是，下工作面回采期间进行扩帮和卧底的施工，并对回采巷道进行超前支护。
优选的是，切顶卸压的施工位置根据上工作面的推进速度确定。
优选的是，切顶卸压的施工位置根据工作面顶板来压规律确定。
进一步优选的是，切顶卸压采用深孔爆破切顶或水压致裂切顶。
进一步优选的是，锚索边角固顶施工中，锚索的锚固端固定在老顶中。
进一步优选的是，锚索边角固顶施工中锚索和长度和间距根据顶板厚度和埋深确定。
本发明提供的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法有益效果是，利用切顶卸压将上工作面采空区压力传递切断，消除或大幅减轻了来自采空区压力影响，同时解决上工作面在回采期间的隅角悬顶问题；隔离煤柱由于只起到巷道密封的作用，所以可以尽可能的缩小煤柱；在回采巷道施工锚索边角固顶，从而使巷道不受采空区的影响或大大减小影响；在接续面开采时，不再需要扩帮、卧底、加强支护等从而提高了开采效率，缩小保护煤柱节约资源。
附图说明
图1是上工作面回采布置示意图；
图2是下工作面回采布置示意图；
图3是高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法流程示意图；
图中：1-上工作面，2-下工作面，3-回采巷道，4-采空区，5-停采线，6-回采巷道，7-切顶卸压，8-锚索边角固顶，9-隔离煤柱。
具体实施方式
结合图1和图3所示，对本发明提供的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法的具体实施方式进行说明。
高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法主要是为了消除或减轻采掘巷道受叠加矿压危害顶板的问题，同时解决回采工作面下隅角悬顶的问题，综合利用邻空采场超前卸压与边角固顶工艺。一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，采区内使用121工法布置回采工作面，在两个工作面的两侧分别布置顺槽，本实施例中顺槽即回采巷道，工作面之间还留设有隔离煤柱。使用121工法完成采区内工作面的顺序开采，隔离煤柱作为两个工作面间隔的煤柱。
该方法的主要步骤包括：
S1.布置上工作面两侧的顺槽，在上工作面回采期间利用人工切顶卸压切断采空区对隔离煤柱侧和下工作面的联系。
其中切顶卸压的施工位置根据上工作面的推进速度确定，切顶卸压能够保证上工作面顶板及时垮落。切顶卸压的施工位置可以根据工作面顶板的来压规律确定，设置合理的固定距离施工切顶卸压。切顶卸压采用深孔爆破切顶或水压致裂切顶，深孔爆破中炮孔的直径大于75mm、孔深大于5m；水压致裂可以用于坚硬顶板岩层中。隔离煤柱的宽度为5-8m，通常隔离煤柱起支撑作用需要其宽度达到20-25m，而仅起隔离作用的煤柱可以根据实际地质条件和开采条件确定煤柱的宽度，煤柱的宽度可以尽可能的减小，从而减少煤炭资源的浪费，延长矿井的开采年限。
S2.下工作面的回采巷道沿隔离煤柱掘进，掘进至上工作面的停采线位置后，进入采动影响区域，该位置可以根据实际的开采条件影响来确定；在回采巷道内靠近保护煤柱的一侧施工锚索边角固顶，并在巷帮施工锚索加强巷道围岩支护。
锚索边角固顶施工中，锚索的锚固端固定在老顶中，该施工简便，操作性强，应用范围广。锚索边角固顶施工中锚索和长度和间距根据顶板厚度和埋深确定。锚索边角固顶可在回采巷道掘进至距工作面停采线一定位置后靠保护煤柱侧沿巷帮顶角处增设1排锚索打至老顶，锚索选用、爆破切顶具体参数可根据采场煤岩物理基性设计审定
S3.下工作面回采时上工作面经过切顶卸压施工采空区已经达到稳定状态。
其中，下工作面回采期间进行扩帮和卧底的施工，并对回采巷道进行超前支护。当下工作面回采时巷道已在切顶卸压稳定区，影响更小。
该方法中隔离煤柱由于只起到巷道密封的作用，所以可以尽可能的缩小煤柱；在回采巷道施工锚索边角固顶，从而使巷道不受采空区的影响或大大减小影响；在接续面开采时，不再需要扩帮、卧底、加强支护等从而提高了开采效率，缩小保护煤柱节约资源。另外该方法还具有优化设计、降低成本，提高工效，加强安全控制等效果。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，采区内使用121工法布置回采工作面，在两个工作面的两侧分别布置顺槽，工作面之间还留设有隔离煤柱；其特征在于，步骤包括：
S1.布置上工作面两侧的顺槽，在上工作面回采期间利用人工切顶卸压切断采空区对隔离煤柱侧和下工作面的联系；
S2.下工作面的回采巷道沿隔离煤柱掘进，掘进至上工作面的停采线位置后，在回采巷道内靠近保护煤柱的一侧施工锚索边角固顶，并在巷帮施工锚索加强巷道围岩支护；
S3.下工作面回采时上工作面经过切顶卸压施工采空区已经达到稳定状态。
2.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述隔离煤柱的宽度为5-8m。
3.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述下工作面回采期间进行扩帮和卧底的施工，并对回采巷道进行超前支护。
4.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述切顶卸压的施工位置根据上工作面的推进速度确定。
5.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述切顶卸压的施工位置根据工作面顶板来压规律确定。
6.根据权利要求4或5所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述切顶卸压采用深孔爆破切顶或水压致裂切顶。
7.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述锚索边角固顶施工中，锚索的锚固端固定在老顶中。
8.根据权利要求7所述的一种高瓦斯矿井邻空采场超前卸压和边角固定方法，其特征在于，所述锚索边角固顶施工中锚索和长度和间距根据顶板厚度和埋深确定。
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