CN114109392B - 一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，包括：开掘运输巷道；在运输巷道的非回采侧设置充填体；在运输巷道的回采侧进行回采作业；沿充填体上远离运输巷道的一侧开掘回风巷道；在回风巷道的回采侧进行回采作业，本申请和现有技术相比所具有的优点是：通过充填体代替窄煤柱对回采巷道进行支撑，避免了煤柱具有的密封性差及承载性差的问题，有效提高了回采巷道的支护质量，减少巷道修复作业量，提升支护效率，同时，充填体代替窄煤柱的方式，还有利于巷道应力的调整，避免充填体的应力集中，有效防治冲击地压，提高回采巷道的安全性。

Description

一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法

技术领域

本申请涉及回采巷道的开掘技术领域，尤其涉及一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法。

背景技术

在回采巷道中，防治冲击地压是极为重要的，对于冲击地压的防治，其本质就是控制煤层的应力状态或降低煤层高应力的产生。目前存在两类防治手段：一类是局部解危方法，局部解危的方法受制于当前装备与技术水平，其卸压效果时效性及范围有限，难以从根本上消除煤层巷道的冲击风险；另一类是区域防范方法，区域防范手段从井田区域内的整体应力环境的调整着手，一般有合理开拓开采布置、保护层开采技术，可从根本上解决冲击地压的发生问题。

其中，回采巷道的主流布置形式可归纳为宽煤柱布置方式和窄煤柱布置方式，其中，由于宽煤柱的宽度较大，其承载能力及密封性均较好，但其内应力集中程度明显，不利于冲击地压的防治；由于窄煤柱的宽度较小，其虽然对缓解回采巷道应力集中程度有较好作用，但在深部矿井高地压、高应力的环境下，其承载能力、密封性均较差，造成维护成本较高。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法。

为达到上述目的，本申请提出的一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，包括：开掘运输巷道；在所述运输巷道的非回采侧设置充填体；在所述运输巷道的回采侧进行回采作业；沿所述充填体上远离所述运输巷道的一侧开掘回风巷道；在所述回风巷道的回采侧进行回采作业。

所述在所述运输巷道的非回采侧设置充填体包括：扩大所述运输巷道的宽度，以在所述运输巷道的非回采侧预留出充填空间；将所述充填空间向下延伸出卧底部；对所述充填空间的四周进行锚固作业；在所述充填空间上靠近所述运输巷道回采侧的侧面上设置固定模板；向所述充填空间内充填流体充填料，所述流体充填料凝固后形成充填体；拆除所述固定模板。

所述卧底部高度为所述运输巷道高度的25％。

所述对所述充填空间的四周进行锚固作业包括：在所述充填空间的顶面设置顶板锚固件；在所述充填空间上远离所述运输巷道回采侧的侧面上设置第一锚固件；在所述卧底部上靠近所述运输巷道回采侧的侧面上设置第二锚固件。

所述第一锚固件的硬度小于掘进设备掘进端的硬度。

所述固定模板包括多个挡板，所述在所述充填空间靠近所述运输巷道回采侧的侧面上设置固定模板包括：在所述充填空间上靠近所述运输巷道回采侧的侧面上固定设置多个立柱；依次在相邻所述立柱之间固定设置挡板。

所述拆除所述固定模板包括：依次从相邻所述立柱之间拆除所述挡板。

所述运输巷道与所述回风巷道的宽度之比为1.4-1.6：1。

所述回风巷道的宽度与所述充填空间的宽度之和等于所述运输巷道的宽度。

所述运输巷道开掘一段距离后，所述运输巷道的开掘与所述充填体的设置同步进行。

采用上述技术方案后，本申请和现有技术相比所具有的优点是：通过充填体代替窄煤柱对回采巷道进行支撑，避免了煤柱具有的密封性差及承载性差的问题，有效提高了回采巷道的支护质量，减少巷道修复作业量，提升支护效率，同时，充填体代替窄煤柱的方式，还有利于巷道应力的调整，避免充填体的应力集中，有效防治冲击地压，提高回采巷道的安全性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一实施例提出的一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法的示意图；

图2是本申请一实施例提出的一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法中充填体设置的示意图；

图3是本申请一实施例提出的一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法的示意图；

如图所示：1、运输巷道，2、充填体，3、回风巷道，4、充填空间，5、卧底部，6、顶板锚固件，7、第一锚固件，8、第二锚固件，9、立柱，10、挡板。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

如图1、图3所示，本申请实施例提出一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，包括以下步骤：

如图1中(a)所示，S1：开掘运输巷道1，运输巷道1具有顶面及底面，顶面与底面相对，且顶面与底面相连的一侧为回采侧，另一侧为非回采侧，其中，回采侧用于煤层的回采。

在一些实施例中，通过掘进设备在煤层进行运输巷道1的开掘。

如图1中(b)、图3中(a)所示，S2：在运输巷道1的非回采侧设置充填体2，通过充填体2代替窄煤柱对巷道进行支撑，避免了煤柱具有的密封性差及承载性差的问题，有效提高了巷道的支护质量，减少巷道修复作业量，提升支护效率，同时，充填体2代替窄煤柱的方式，还有利于巷道应力的调整，避免充填体2的应力集中，有效防治冲击地压，提高巷道的安全性。

在一些实施例中，如图2所示，在运输巷道1的非回采侧设置充填体2包括以下步骤：

S21：扩大运输巷道1的宽度，以在运输巷道1的非回采侧预留出充填空间4，通过预留的充填空间4，以进行充填体2的设置。

在一些实施例中，扩大运输巷道1的宽度可直接在步骤S1中实现，即在开掘运输巷道1时，根据扩大后运输巷道1的宽度进行开掘即可。

在一些实施例中，运输巷道1与回风巷道3的宽度之比为1.4-1.6：1，优选的，运输巷道1与回风巷道3的宽度之比为1.5:1。

在一些实施例中，回风巷道3的宽度为4米，则运输巷道1的宽度为5.6米。

在一些实施例中，回风巷道3的宽度与充填空间4的宽度之和等于运输巷道1的宽度，即运输巷道1除去充填空间4后，其宽度与回风巷道3的宽度相同。

在一些实施例中，运输巷道1的宽度为5.6米，则充填空间4的宽度为1.6米。

运输巷道1扩宽式开掘，开掘后充填较窄的充填体2，由此形成回采巷道宽掘窄充的开掘方式。

S22：将充填空间4向下延伸出卧底部5，卧底部5作为充填空间4的延伸部分，其使充填体2能够延伸到巷道底面的下方，从而提高充填体2在巷道内的支撑稳定性。

在一些实施例中，卧底部5高度为运输巷道1高度的25％，此比例的设置，在减少充填成本的同时保证充填体2对巷道的稳定支撑。

在一些实施例中，运输巷道1的高度为4米，则卧底部5的高度为1米。

由此，延伸出卧底部5的充填空间4，其顶面及底面均为实体煤层，其远离运输巷道1回采侧的侧面也为实体煤层，而且，卧底部5上靠近运输巷道1回采侧的侧面也为实体煤层，同时，充填空间4上靠近运输巷道1回采侧的侧面上除卧底部5处均为敞口结构。

S23：对充填空间4的四周进行锚固作业，以提高充填空间4四周煤层的稳定性。

在一些实施例中，对充填空间4的四周进行锚固作业包括以下步骤：

S231：在充填空间4的顶面设置顶板锚固件6，通过顶板锚固件6，提高了充填空间4顶部煤层的稳定性。

在一些实施例中，顶板锚固件6包括多个顶板锚索及多个顶板锚杆，顶板锚索及顶板锚杆均插接在充填空间4顶面上。

在一些实施例中，顶板锚杆可为钢锚杆、竹锚杆等。

S232：在充填空间4上远离运输巷道1回采侧的侧面上设置第一锚固件7，通过第一锚固件7，提高了充填空间4上远离运输巷道1回采侧的侧面煤层的稳定性。

在一些实施例中，第一锚固件7包括多个第一锚杆，第一锚杆插接在充填空间4上远离运输巷道1回采侧的侧面上。

在一些实施例中，第一锚固件7的硬度小于掘进设备掘进端的硬度，从而在进行回风巷道3开掘时，第一锚固件7能够直接被掘进设备的掘进端击碎，避免第一锚固件7影响回风巷道3的开掘。

在一些实施例中，第一锚杆采用竹锚杆，竹锚杆的硬度较小，极易被击碎，能够满足第一锚固件7的硬度要求。

在一些实施例中，相邻第一锚杆的间距为0.8米。

在一些实施例中，掘进设备为掘进机，其掘进端即为掘进机的截割滚筒。

S233：在卧底部5上靠近运输巷道1回采侧的侧面上设置第二锚固件8，通过第二锚固件8，提高了卧底部5上靠近运输巷道1回采侧的侧面煤层的稳定性。

在一些实施例中，第二锚固件8包括多个第二锚杆，第二锚杆插接在卧底部5上靠近运输巷道1回采侧的侧面上。

在一些实施例中，第二锚杆可为钢锚杆、竹锚杆等。

S24：在充填空间4上靠近运输巷道1回采侧的侧面上设置固定模板，通过固定模板的设置，使充填空间4上靠近运输巷道1回采侧的敞口处被封堵，从而避免充填空间4内流体充填料的流出，保证充填体2的构筑。

在一些实施例中，充填空间4经由巷道的外端向巷道的内端依次固定设置有隔板，以提高充填体2在充填空间4内的构筑质量及构筑效率。

在一些实施例中，固定模板包括多个挡板10，在充填空间4靠近运输巷道1回采侧的侧面上设置固定模板包括以下步骤：

S241：在充填空间4上靠近运输巷道1回采侧的侧面上固定设置多个立柱9，立柱9的底部与卧底部5的底面抵接，立柱9的顶部与充填空间4的顶面抵接，通过立柱9的设置，为挡板10提供了固定点，有效提高了挡板10的拆装效率。

在一些实施例中，立柱9包括多个柱体，多个柱体在充填空间4内沿竖直方向通过螺栓依次固定连接，此种分体式结构不仅能够保证立柱9与充填空间4底面及顶面的顶紧，而且安装效率更高。

S242：依次在相邻立柱9之间固定设置挡板10，通过多个挡板10的设置，保证充填空间4内充填体2的构筑。

在一些实施例中，挡板10通过螺栓与立柱9固定连接。

S25：向充填空间4内充填流体充填料，流体充填料凝固后形成充填体2。

在一些实施例中，流体充填料通过充填设备向充填空间4内充填，以提高充填效率。

在一些实施例中，流体充填料采用混凝土。

在一些实施例中，充填设备包括机架、混凝土泵、搅拌机及输送管，混凝土泵及搅拌机均固定设置在机架上，搅拌机对混凝土不断搅拌，混凝土泵将搅拌机中的混凝土通过输送管输送到充填空间4内，以实现充填体2的构筑。

S26：拆除固定模板，以进行固定模板的循环使用。

在一些实施例中，拆除固定模板包括以下步骤：S261：依次从相邻立柱9之间拆除挡板10。

如图1中(c)、图3中(b)所示，S3：在运输巷道1的回采侧进行回采作业。

如图1中(d)、图3中(c)所示，S4：沿充填体2上远离运输巷道1的一侧开掘回风巷道3，从而使充填体2能够对运输巷道1及回风巷道3同时支撑。

其中，回风巷道3上靠近充填体2的一侧为其非回采侧，远离充填体2的一侧为其回采侧。

如图3中(d)所示，S5：在回风巷道3的回采侧进行回采作业。

在一些实施例中，如图3中(a)所示，在充填体2设置时，由巷道的外端朝向巷道的内端依次设置；

如图3中(b)所示，在运输巷道1的回采侧进行回采作业时，由巷道的内端朝向巷道的外端依次进行回采作业；

如图3中(d)所示，在回风巷道3的回采侧进行回采作业时，由巷道的内端朝向巷道的外端依次进行回采作业。

在一些实施例中，如图3中(a)所示，运输巷道1开掘一段距离后，运输巷道1的开掘与充填体2的设置同步进行，由此，使运输巷道1开掘完成后，充填体2随之设置完成，避免充填体2的设置与回采作业交叉进行，保证回采作业效率。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，其特征在于，包括：

开掘运输巷道；

在所述运输巷道的非回采侧设置充填体；

在所述运输巷道的回采侧进行回采作业；

沿所述充填体上远离所述运输巷道的一侧开掘回风巷道；

在所述回风巷道的回采侧进行回采作业；

所述在所述运输巷道的非回采侧设置充填体包括：扩大所述运输巷道的宽度，以在所述运输巷道的非回采侧预留出充填空间；将所述充填空间向下延伸出卧底部；对所述充填空间的四周进行锚固作业；在所述充填空间上靠近所述运输巷道回采侧的侧面上设置固定模板；

向所述充填空间内充填流体充填料，所述流体充填料凝固后形成充填体；拆除所述固定模板；其中，所述卧底部高度为所述运输巷道高度的25％；

所述对所述充填空间的四周进行锚固作业包括：在所述充填空间的顶面设置顶板锚固件；在所述充填空间上远离所述运输巷道回采侧的侧面上设置第一锚固件；在所述卧底部上靠近所述运输巷道回采侧的侧面上设置第二锚固件；其中，所述第一锚固件的硬度小于掘进设备掘进端的硬度；

所述固定模板包括多个挡板，所述在所述充填空间靠近所述运输巷道回采侧的侧面上设置固定模板包括：在所述充填空间上靠近所述运输巷道回采侧的侧面上固定设置多个立柱；依次在相邻所述立柱之间固定设置挡板；其中，所述充填空间经由所述巷道的外端向所述巷道的内端依次固定设置有隔板。

2.根据权利要求1所述回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，其特征在于，所述拆除所述固定模板包括：

依次从相邻所述立柱之间拆除所述挡板。

3.根据权利要求1所述回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，其特征在于，所述运输巷道与所述回风巷道的宽度之比为1.4-1.6：1。

4.根据权利要求3所述回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，其特征在于，所述回风巷道的宽度与所述充填空间的宽度之和等于所述运输巷道的宽度。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述回采巷道的宽掘窄充式开掘方法，其特征在于，所述运输巷道开掘一段距离后，所述运输巷道的开掘与所述充填体的设置同步进行。