CN115263308A - 一种爆破切顶沿空留巷方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爆破切顶沿空留巷方法，涉及煤矿开采技术领域，包括，步骤S1，锚索加固；步骤S2，爆破切顶；步骤S3，超前支护；步骤S4，挡矸支护；步骤S5，矿压监测与安全报警。本发明通过在爆破切顶前对原巷道的顶板进行锚索加固，防止爆破切顶过程中的振动导致巷道顶板开裂会下沉，影响远巷道的强度，构成安全隐患，并在爆破切顶后进行超前支护与挡矸支护，进一步稳固巷道顶板，同时保障回采帮的帮壁强度，通过通过设置红外测距装置自动检测巷道顶板下沉量，并通过控制中心对巷道顶板下沉量与各单体液压支柱的压力进行实时监控，避免巷道由于爆破切顶出现部分松动与开裂，进一步提高了爆破切顶后巷道内的安全性。

Description

一种爆破切顶沿空留巷方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种爆破切顶沿空留巷方法。

背景技术

沿空留巷是在采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道，为了回收传统采矿方式中留设的保护煤柱，采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用，沿空留巷可以最大限度回收资源，避免煤体损失，而在多个沿空留巷技术中，采用爆破切顶进行沿空留巷的手段较为广泛。

中国专利公开号：CN108194088B。公开了一种软顶煤层无爆破切顶卸压沿空留巷方法；由此可见，现有技术中缺乏对完成爆破后支护过程的检测管理，导致爆破切顶沿空留巷的安全性大大降低。

发明内容

为此，本发明提供一种爆破切顶沿空留巷方法，用以克服现有技术中爆破切顶沿空留巷安全性较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种爆破切顶沿空留巷方法，包括，

步骤S1，锚索加固，在巷道顶板的中部与回采帮侧分别进行补打锚索，并采用固锚剂进行固锚，将补打的锚索与巷道原顶板锚索中每两根锚索用钢带连接，完成巷道顶板加固；

步骤S2，爆破切顶，根据工作面采高、采空区顶板下沉量、采空区底臌量和顶板岩层的碎胀系数计算切顶高度，在回采帮侧的巷道顶板进行钻孔，钻孔深度为计算出的切顶高度，钻孔向采空区方向倾斜15°，在钻孔完成后进行装药爆破；

步骤S3，超前支护，在锚索加固的基础上，补打两排单体液压支柱配铰接顶梁加强支护，铰接梁顺巷布置，两梁三柱，即一梁两柱和一梁一柱交替布置；

步骤S4，挡矸支护，在超前支护的基础上，靠近采空区边缘进行挡矸支护；

步骤S5，矿压监测与安全报警，对巷道表面位移进行观测，并对顶板下沉量和单体液压支柱压力进行检测，并通过控制中心确实是否进行安全报警；

在所述步骤S5中包括，

步骤S51，在巷道顶板设置若干红外测距装置，通过所述红外测距装置获取巷道顶板与巷道底部之间的实时距离，通过所述控制中心根据巷道顶板与巷道底部之间的实时距离计算巷道的顶板实时下沉量，控制中心将根据内部设置的标准下沉量范围对巷道的顶板实时下沉量进行判定，以确实是否进行安全报警；

步骤S52，在控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量范围时，控制中心获取该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力，并将该单体液压支柱的实时压力与第一预设单体柱压力和第二预设单体柱压力进行对比，在控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，将对该单体液压支柱的进行升高调节，当控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间时，控制中心不对该单体液压支柱进行升降调节；在控制中心判定顶板实时下沉量高于标准下沉量范围时，控制中心将直接进行安全报警；

步骤S53，在所述中控该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，控制中心获取与该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱的相邻实时压力，并将相邻单体液压支柱的相邻实时压力与该单体液压支柱的实时压力和第二预设单体柱压力进行对比，并根据对比结果增加单体液压支柱支护以及进行安全报警。

进一步地，所述控制中心内设置有标准下沉量Lb与标准下沉量差ΔLb，通过所述红外测距装置检测巷道顶板与巷道底部之间的初始距离Hc，并将检测结果传递至控制中心，红外测距装置并对巷道顶板与巷道底部之间的实时距离Hs进行检测，控制中心计算巷道的顶板实时下沉量Ls，Ls＝Hc-Hs，控制中心根据顶板实时下沉量Ls与标准下沉量Lb计算顶板实时下沉量差ΔLs，ΔLs＝|Lb-Ls|，控制中心将顶板实时下沉量差ΔLs与标准下沉量差ΔLb进行对比，

当ΔLs≤ΔLb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量差未超出标准下沉量差，控制中心不进行安全报警；

当ΔLs＞ΔLb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差，控制中心将顶板实时下沉量与标准下沉量进行对比，以确定是否进行安全报警。

进一步地，当所述控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将顶板实时下沉量Ls与标准下沉量Lb进行对比，

当Ls＜Lb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量，控制中心将对该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力进行判定，以确定是否对单体液压支柱进行调整；

当Ls＞Lb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量高于标准下沉量，控制中心将进行安全报警。

进一步地，所述控制中心内设置有第一预设单体柱压力P1与第二预设单体柱压力P2，其中，P1＜P2，当所述控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量时，控制中心获取该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力Ps，控制中心将实时压力Ps与第一预设单体柱压力P1和第二预设单体柱压力P2进行对比，

当Ps＜P1时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力，控制中心将对该单体液压支柱的高度进行调整；

当P1≤Ps≤P2时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间，控制中心不对该单体液压支柱进行调节；

当Ps＞P2时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力，控制中心将对该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱压力进行判定，以确实是否进行增加支护。

进一步地，所述控制中心能够通过液压控制对所述单体液压支柱进行升降调节，当所述所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，控制中心将控制该单体液压支柱进行升高，并获取该单体液压支柱的实时压力Ps’，直至实时压力Ps’≥P1时，控制中心停止对该单体液压支柱的调节。

进一步地，当所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，控制中心获取与该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱的相邻实时压力Pe，并将相邻实时压力Pe与该单体液压支柱的实时压力Ps和第二预设单体柱压力P2进行对比，

当Pe＜P2时，所述控制中心判定相邻实时压力低于第二预设单体柱压力，在该单体液压支柱与相邻单体液压支柱之间增加一单体液压支柱，并将其实时压力控制在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间，完成增加支护；

当P2≤Pe≤Ps时，所述控制中心判定相邻实时压力在该单体液压支柱的实时压力与第二预设单体柱压力时之间，控制中心不进行增加支护；

当Pe＞Ps时，所述控制中心判定相邻实时压力高于该单体液压支柱的实时压力，控制中心将直接进行安全报警。

进一步地，在所述步骤S2中，计算切顶高度Hq，Hq＝(M-H1-H2)/(K-1)，其中，Hq为切顶高度，M为工作面采高，H1为采空区顶板下沉量，H2为采空区底臌量，K为顶板岩层的碎胀系数。

进一步地，在所述步骤S2中，在钻孔完成后进行装药爆破时，每孔装4根聚能管，每根聚能管内装6卷矿用乳化炸药，每根聚能管插入1发起爆雷管，雷管为同一段号，聚能管之间用连接件连接，并封孔，每次装孔3个，瞬发一次起爆。

进一步地，在所述步骤S4中，挡矸支护在靠近采空区支设矿用工字钢挂双层金属网，工字钢两端用钢板封闭，长度视巷道高度而定，工字钢与锚杆同排，支设在两根锚杆中间，工字钢与顶板之间用木楔楔紧，工字钢后铺设双抗网，高度视巷道高度而定，铺网吊挂时长边垂直巷道，用铁丝将挡矸网与原巷道顶网片连接，连网时第一片网压第二片网，并用铁丝单排联接，连网均为双丝双扣，网底部用矸石埋压。

进一步地，在所述步骤S5中，对巷道表面位移进行观测采用十字布点法对巷道表面围岩进行观测，在顶底板中部垂直方向和两帮中部水平方向钻孔，将木桩打入孔中，顶板和采空区侧煤帮的木桩端部安设弯形测钉，底板和靠综采面实体煤帮的木桩端部安设平头测钉，采用钢卷尺与线绳进行测量，观测频率为一天一次。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在爆破切顶前对原巷道的顶板进行锚索加固，防止爆破切顶过程中的振动导致巷道顶板开裂会下沉，影响远巷道的强度，构成安全隐患，并在爆破切顶后进行超前支护与挡矸支护，进一步稳固巷道顶板，同时保障回采帮的帮壁强度，通过在完成支护后巷道表面位移进行人工观测，能够排除巷道的重大安全风险，通过通过设置红外测距装置自动检测巷道顶板下沉量，并通过控制中心对巷道顶板下沉量与各单体液压支柱的压力进行实时监控，避免巷道由于爆破切顶出现部分松动与开裂，进一步提高了爆破切顶后巷道内的安全性。

尤其，通过在控制中心内设置标准下沉量与标准下沉量差组成的标准下沉量范围，并对巷道的顶板实时下沉量进行判定，通过采用先计算顶板实时下沉量差，并使其与标准下沉量差进行差值对比，提高了控制中心的判定效率，同时也能够根据开采情况的需求适应性调整标准下沉量与标准下沉量差，进行精准控制，提高了判定方法的适用性，在顶板实时下沉量差未超出标准下沉量差时，控制中心判定巷道顶板的下沉范围在标准范围内，因此不进行安全报警，在顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将对顶板实时下沉量与标准下沉量进行进一步判定，以保障巷道内的安全性。

进一步地，在控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将顶板实时下沉量与标准下沉量进行对比，以确定顶板的实际下沉情况，在顶板实时下沉量高于标准下沉量时，表示顶板下沉严重，控制中心将直接进行安全报警，避免出现安全问题，在顶板实时下沉量低于标准下沉量时，可以存在底部下沉或者单体液压支柱超压支撑的问题，因此对单体液压支柱的实时压力进行判定，避免单体液压支柱超压或空载，保障单体液压支柱的正常支护。

尤其，通过在控制中心内设置第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力，确定单体液压支柱的正常工作压力范围，将判定顶板下沉量低于标准下沉量部分对应的单体液压支柱的实时压力，确定是否需要对该单体液压支柱进行调整，当控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间时，该单体液压支柱在标准的支护状态下，因此，不对其进行调整，判定巷道内为正常情况，通过对单体液压支柱压力的检测判定，保障了巷道内顶板各部位的支护均达到标准状态，避免由于支护不均匀产生局部顶板应力，保障了巷道顶板的安全性。

进一步地，在单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，通过控制单体液压支柱进行升高支护，并直接使其的实时压力到达第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力直接，增加巷道内的支护效果，保障了单体液压支柱的正常支护。

进一步地，在单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，表示该位置在顶板下沉低于标准下沉量的基础上实时压力仍然较大，为了避免顶板处于局部的超压支护，因此对其最接近的相邻单体液压支柱进行判定，并根据相邻单体液压支柱的受力情况选择性进行安全报警，在相邻实时压力低于判定的单体液压支柱的实时压力时，表示正在判定的顶板下沉量较低处的单体液压支柱局部压力较大，因此通过在其附近增加支护均匀该单体液压支柱的承受压力，避免顶板局部断裂。

进一步地，通过工作面采高、采空区顶板下沉量、采空区底臌量以及顶板岩层的碎胀系数对切顶高度进行准确计算，并按照计算的切顶高度进行精准爆破，在保障能够完全按照切顶线进行爆破的同时，减小爆破对巷道顶部的岩层的影响，进一步提高了爆破切顶沿空留巷的安全性。

进一步地，采用矿用工字钢挂双层金属网进行挡矸支护，并通过叠加压网的方式将各网片进行连接，并通过矸石压对网底部进行加固，保障了金属网的挡矸效果。

进一步地，通过十字布点法对巷道表面位移进行观测，确定巷道内的整体情况，人为排除巷道的重大安全风险，同时也避免了自动监测出现错误判定带来的安全隐患，进一步提高了巷道内的安全性。

附图说明

图1为本实施例所述爆破切顶沿空留巷方法的流程图；

图2为本实施例所述巷道截面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实施例所述爆破切顶沿空留巷方法的流程图，本实施例公开一种爆破切顶沿空留巷方法，包括，

步骤S1，锚索加固，在巷道顶板的中部与回采帮侧分别进行补打锚索，并采用固锚剂进行固锚，将补打的锚索与巷道原顶板锚索中每两根锚索用钢带连接，完成巷道顶板加固；

步骤S2，爆破切顶，根据工作面采高、采空区顶板下沉量、采空区底臌量和顶板岩层的碎胀系数计算切顶高度，在回采帮侧的巷道顶板进行钻孔，钻孔深度为计算出的切顶高度，钻孔向采空区方向倾斜15°，在钻孔完成后进行装药爆破；

步骤S3，超前支护，在锚索加固的基础上，补打两排单体液压支柱配铰接顶梁加强支护，铰接梁顺巷布置，两梁三柱，即一梁两柱和一梁一柱交替布置；

步骤S4，挡矸支护，在超前支护的基础上，靠近采空区边缘进行挡矸支护；

步骤S5，矿压监测与安全报警，对巷道表面位移进行观测，并对顶板下沉量和单体液压支柱压力进行检测，并通过控制中心确实是否进行安全报警；

在所述步骤S5中包括，

步骤S51，在巷道顶板设置若干红外测距装置，通过所述红外测距装置获取巷道顶板与巷道底部之间的实时距离，通过所述控制中心根据巷道顶板与巷道底部之间的实时距离计算巷道的顶板实时下沉量，控制中心将根据内部设置的标准下沉量范围对巷道的顶板实时下沉量进行判定，以确实是否进行安全报警；

步骤S52，在控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量范围时，控制中心获取该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力，并将该单体液压支柱的实时压力与第一预设单体柱压力和第二预设单体柱压力进行对比，在控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，将对该单体液压支柱的进行升高调节，当控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间时，控制中心不对该单体液压支柱进行升降调节；在控制中心判定顶板实时下沉量高于标准下沉量范围时，控制中心将直接进行安全报警；

步骤S53，在所述中控该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，控制中心获取与该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱的相邻实时压力，并将相邻单体液压支柱的相邻实时压力与该单体液压支柱的实时压力和第二预设单体柱压力进行对比，并根据对比结果增加单体液压支柱支护以及进行安全报警。

通过在爆破切顶前对原巷道的顶板进行锚索加固，防止爆破切顶过程中的振动导致巷道顶板开裂会下沉，影响远巷道的强度，构成安全隐患，并在爆破切顶后进行超前支护与挡矸支护，进一步稳固巷道顶板，同时保障回采帮的帮壁强度，通过在完成支护后巷道表面位移进行人工观测，能够排除巷道的重大安全风险，通过通过设置红外测距装置自动检测巷道顶板下沉量，并通过控制中心对巷道顶板下沉量与各单体液压支柱的压力进行实时监控，避免巷道由于爆破切顶出现部分松动与开裂，进一步提高了爆破切顶后巷道内的安全性。

具体而言，所述控制中心内设置有标准下沉量Lb与标准下沉量差ΔLb，通过所述红外测距装置检测巷道顶板与巷道底部之间的初始距离Hc，并将检测结果传递至控制中心，红外测距装置并对巷道顶板与巷道底部之间的实时距离Hs进行检测，控制中心计算巷道的顶板实时下沉量Ls，Ls＝Hc-Hs，控制中心根据顶板实时下沉量Ls与标准下沉量Lb计算顶板实时下沉量差ΔLs，ΔLs＝|Lb-Ls|，控制中心将顶板实时下沉量差ΔLs与标准下沉量差ΔLb进行对比，

当ΔLs≤ΔLb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量差未超出标准下沉量差，控制中心不进行安全报警；

当ΔLs＞ΔLb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差，控制中心将顶板实时下沉量与标准下沉量进行对比，以确定是否进行安全报警。

通过在控制中心内设置标准下沉量与标准下沉量差组成的标准下沉量范围，并对巷道的顶板实时下沉量进行判定，通过采用先计算顶板实时下沉量差，并使其与标准下沉量差进行差值对比，提高了控制中心的判定效率，同时也能够根据开采情况的需求适应性调整标准下沉量与标准下沉量差，进行精准控制，提高了判定方法的适用性，在顶板实时下沉量差未超出标准下沉量差时，控制中心判定巷道顶板的下沉范围在标准范围内，因此不进行安全报警，在顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将对顶板实时下沉量与标准下沉量进行进一步判定，以保障巷道内的安全性。

具体而言，当所述控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将顶板实时下沉量Ls与标准下沉量Lb进行对比，

当Ls＜Lb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量，控制中心将对该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力进行判定，以确定是否对单体液压支柱进行调整；

当Ls＞Lb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量高于标准下沉量，控制中心将进行安全报警。

在控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将顶板实时下沉量与标准下沉量进行对比，以确定顶板的实际下沉情况，在顶板实时下沉量高于标准下沉量时，表示顶板下沉严重，控制中心将直接进行安全报警，避免出现安全问题，在顶板实时下沉量低于标准下沉量时，可以存在底部下沉或者单体液压支柱超压支撑的问题，因此对单体液压支柱的实时压力进行判定，避免单体液压支柱超压或空载，保障单体液压支柱的正常支护。

具体而言，所述控制中心内设置有第一预设单体柱压力P1与第二预设单体柱压力P2，其中，P1＜P2，当所述控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量时，控制中心获取该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力Ps，控制中心将实时压力Ps与第一预设单体柱压力P1和第二预设单体柱压力P2进行对比，

当Ps＜P1时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力，控制中心将对该单体液压支柱的高度进行调整；

当P1≤Ps≤P2时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间，控制中心不对该单体液压支柱进行调节；

当Ps＞P2时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力，控制中心将对该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱压力进行判定，以确实是否进行增加支护。

通过在控制中心内设置第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力，确定单体液压支柱的正常工作压力范围，将判定顶板下沉量低于标准下沉量部分对应的单体液压支柱的实时压力，确定是否需要对该单体液压支柱进行调整，当控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间时，该单体液压支柱在标准的支护状态下，因此，不对其进行调整，判定巷道内为正常情况，通过对单体液压支柱压力的检测判定，保障了巷道内顶板各部位的支护均达到标准状态，避免由于支护不均匀产生局部顶板应力，保障了巷道顶板的安全性。

具体而言，所述控制中心能够通过液压控制对所述单体液压支柱进行升降调节，当所述所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，控制中心将控制该单体液压支柱进行升高，并获取该单体液压支柱的实时压力Ps’，直至实时压力Ps’≥P1时，控制中心停止对该单体液压支柱的调节。

在单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，通过控制单体液压支柱进行升高支护，并直接使其的实时压力到达第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力直接，增加巷道内的支护效果，保障了单体液压支柱的正常支护。

具体而言，当所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，控制中心获取与该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱的相邻实时压力Pe，并将相邻实时压力Pe与该单体液压支柱的实时压力Ps和第二预设单体柱压力P2进行对比，

当Pe＜P2时，所述控制中心判定相邻实时压力低于第二预设单体柱压力，在该单体液压支柱与相邻单体液压支柱之间增加一单体液压支柱，并将其实时压力控制在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间，完成增加支护；

当P2≤Pe≤Ps时，所述控制中心判定相邻实时压力在该单体液压支柱的实时压力与第二预设单体柱压力时之间，控制中心不进行增加支护；

当Pe＞Ps时，所述控制中心判定相邻实时压力高于该单体液压支柱的实时压力，控制中心将直接进行安全报警。

在单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，表示该位置在顶板下沉低于标准下沉量的基础上实时压力仍然较大，为了避免顶板处于局部的超压支护，因此对其最接近的相邻单体液压支柱进行判定，并根据相邻单体液压支柱的受力情况选择性进行安全报警，在相邻实时压力低于判定的单体液压支柱的实时压力时，表示正在判定的顶板下沉量较低处的单体液压支柱局部压力较大，因此通过在其附近增加支护均匀该单体液压支柱的承受压力，避免顶板局部断裂。

在相邻实时压力高于判定的单体液压支柱的实时压力时，表示已经出现较大范围的超压支护，因此进行安全报警，提高巷道内的安全性。

请继续参阅图2所示，其为本实施例所述巷道截面图，包括，回采帮1，补打锚索2，原顶板锚索3，切顶线4，巷道顶板5，单体液压支柱6，其中，

在所述步骤S2中，计算切顶高度Hq，Hq＝(M-H1-H2)/(K-1)，其中，Hq为切顶高度，M为工作面采高，H1为采空区顶板下沉量，H2为采空区底臌量，K为顶板岩层的碎胀系数。

具体而言，在所述步骤S2中，在钻孔完成后进行装药爆破时，每孔装4根聚能管，每根聚能管内装6卷矿用乳化炸药，每根聚能管插入1发起爆雷管，雷管为同一段号，聚能管之间用连接件连接，并封孔，每次装孔3个，瞬发一次起爆。

通过工作面采高、采空区顶板下沉量、采空区底臌量以及顶板岩层的碎胀系数对切顶高度进行准确计算，并按照计算的切顶高度进行精准爆破，在保障能够完全按照切顶线进行爆破的同时，减小爆破对巷道顶部的岩层的影响，进一步提高了爆破切顶沿空留巷的安全性。

具体而言，在所述步骤S4中，挡矸支护在靠近采空区支设矿用工字钢挂双层金属网，工字钢两端用钢板封闭，长度视巷道高度而定，工字钢与锚杆同排，支设在两根锚杆中间，工字钢与顶板之间用木楔楔紧，工字钢后铺设双抗网，高度视巷道高度而定，铺网吊挂时长边垂直巷道，用铁丝将挡矸网与原巷道顶网片连接，连网时第一片网压第二片网，并用铁丝单排联接，连网均为双丝双扣，网底部用矸石埋压。

采用矿用工字钢挂双层金属网进行挡矸支护，并通过叠加压网的方式将各网片进行连接，并通过矸石压对网底部进行加固，保障了金属网的挡矸效果。

具体而言，在所述步骤S5中，对巷道表面位移进行观测采用十字布点法对巷道表面围岩进行观测，在顶底板中部垂直方向和两帮中部水平方向钻孔，将木桩打入孔中，顶板和采空区侧煤帮的木桩端部安设弯形测钉，底板和靠综采面实体煤帮的木桩端部安设平头测钉，采用钢卷尺与线绳进行测量，观测频率为一天一次。

通过十字布点法对巷道表面位移进行观测，确定巷道内的整体情况，人为排除巷道的重大安全风险，同时也避免了自动监测出现错误判定带来的安全隐患，进一步提高了巷道内的安全性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (10)

1.一种爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，包括，

步骤S1，锚索加固，在巷道顶板的中部与回采帮侧分别进行补打锚索，并采用固锚剂进行固锚，将补打的锚索与巷道原顶板锚索中每两根锚索用钢带连接，完成巷道顶板加固；

步骤S2，爆破切顶，根据工作面采高、采空区顶板下沉量、采空区底臌量和顶板岩层的碎胀系数计算切顶高度，在回采帮侧的巷道顶板进行钻孔，钻孔深度为计算出的切顶高度，钻孔向采空区方向倾斜15°，在钻孔完成后进行装药爆破；

步骤S3，超前支护，在锚索加固的基础上，补打两排单体液压支柱配铰接顶梁加强支护，铰接梁顺巷布置，两梁三柱，即一梁两柱和一梁一柱交替布置；

步骤S4，挡矸支护，在超前支护的基础上，靠近采空区边缘进行挡矸支护；

步骤S5，矿压监测与安全报警，对巷道表面位移进行观测，并对顶板下沉量和单体液压支柱压力进行检测，并通过控制中心确实是否进行安全报警；

在所述步骤S5中包括，

步骤S51，在巷道顶板设置若干红外测距装置，通过所述红外测距装置获取巷道顶板与巷道底部之间的实时距离，通过所述控制中心根据巷道顶板与巷道底部之间的实时距离计算巷道的顶板实时下沉量，控制中心将根据内部设置的标准下沉量范围对巷道的顶板实时下沉量进行判定，以确实是否进行安全报警；

步骤S52，在控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量范围时，控制中心获取该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力，并将该单体液压支柱的实时压力与第一预设单体柱压力和第二预设单体柱压力进行对比，在控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，将对该单体液压支柱的进行升高调节，当控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间时，控制中心不对该单体液压支柱进行升降调节；在控制中心判定顶板实时下沉量高于标准下沉量范围时，控制中心将直接进行安全报警；

步骤S53，在所述中控该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，控制中心获取与该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱的相邻实时压力，并将相邻单体液压支柱的相邻实时压力与该单体液压支柱的实时压力和第二预设单体柱压力进行对比，并根据对比结果增加单体液压支柱支护以及进行安全报警。

2.根据权利要求1所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，所述控制中心内设置有标准下沉量Lb与标准下沉量差ΔLb，通过所述红外测距装置检测巷道顶板与巷道底部之间的初始距离Hc，并将检测结果传递至控制中心，红外测距装置并对巷道顶板与巷道底部之间的实时距离Hs进行检测，控制中心计算巷道的顶板实时下沉量Ls，Ls＝Hc-Hs，控制中心根据顶板实时下沉量Ls与标准下沉量Lb计算顶板实时下沉量差ΔLs，ΔLs＝|Lb-Ls|，控制中心将顶板实时下沉量差ΔLs与标准下沉量差ΔLb进行对比，

当ΔLs≤ΔLb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量差未超出标准下沉量差，控制中心不进行安全报警；

当ΔLs＞ΔLb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差，控制中心将顶板实时下沉量与标准下沉量进行对比，以确定是否进行安全报警。

3.根据权利要求2所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，当所述控制中心判定顶板实时下沉量差已超出标准下沉量差时，控制中心将顶板实时下沉量Ls与标准下沉量Lb进行对比，

当Ls＜Lb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量，控制中心将对该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力进行判定，以确定是否对单体液压支柱进行调整；

当Ls＞Lb时，所述控制中心判定顶板实时下沉量高于标准下沉量，控制中心将进行安全报警。

4.根据权利要求3所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，所述控制中心内设置有第一预设单体柱压力P1与第二预设单体柱压力P2，其中，P1＜P2，当所述控制中心判定顶板实时下沉量低于标准下沉量时，控制中心获取该顶板处对应的单体液压支柱的实时压力Ps，控制中心将实时压力Ps与第一预设单体柱压力P1和第二预设单体柱压力P2进行对比，

当Ps＜P1时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力，控制中心将对该单体液压支柱的高度进行调整；

当P1≤Ps≤P2时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间，控制中心不对该单体液压支柱进行调节；

当Ps＞P2时，所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力，控制中心将对该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱压力进行判定，以确实是否进行增加支护。

5.根据权利要求4所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，所述控制中心能够通过液压控制对所述单体液压支柱进行升降调节，当所述所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力低于第一预设单体柱压力时，控制中心将控制该单体液压支柱进行升高，并获取该单体液压支柱的实时压力Ps’，直至实时压力Ps’≥P1时，控制中心停止对该单体液压支柱的调节。

6.根据权利要求4所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，当所述控制中心判定该单体液压支柱的实时压力高于第二预设单体柱压力时，控制中心获取与该单体液压支柱相对距离最近的相邻单体液压支柱的相邻实时压力Pe，并将相邻实时压力Pe与该单体液压支柱的实时压力Ps和第二预设单体柱压力P2进行对比，

当Pe＜P2时，所述控制中心判定相邻实时压力低于第二预设单体柱压力，在该单体液压支柱与相邻单体液压支柱之间增加一单体液压支柱，并将其实时压力控制在第一预设单体柱压力与第二预设单体柱压力之间，完成增加支护；

当P2≤Pe≤Ps时，所述控制中心判定相邻实时压力在该单体液压支柱的实时压力与第二预设单体柱压力时之间，控制中心不进行增加支护；

当Pe＞Ps时，所述控制中心判定相邻实时压力高于该单体液压支柱的实时压力，控制中心将直接进行安全报警。

7.根据权利要求1所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，在所述步骤S2中，计算切顶高度Hq，Hq＝(M-H1-H2)/(K-1)，其中，Hq为切顶高度，M为工作面采高，H1为采空区顶板下沉量，H2为采空区底臌量，K为顶板岩层的碎胀系数。

8.根据权利要求1所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在钻孔完成后进行装药爆破时，每孔装4根聚能管，每根聚能管内装6卷矿用乳化炸药，每根聚能管插入1发起爆雷管，雷管为同一段号，聚能管之间用连接件连接，并封孔，每次装孔3个，瞬发一次起爆。

9.根据权利要求1所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，在所述步骤S4中，挡矸支护在靠近采空区支设矿用工字钢挂双层金属网，工字钢两端用钢板封闭，长度视巷道高度而定，工字钢与锚杆同排，支设在两根锚杆中间，工字钢与顶板之间用木楔楔紧，工字钢后铺设双抗网，高度视巷道高度而定，铺网吊挂时长边垂直巷道，用铁丝将挡矸网与原巷道顶网片连接，连网时第一片网压第二片网，并用铁丝单排联接，连网均为双丝双扣，网底部用矸石埋压。

10.根据权利要求1所述的爆破切顶沿空留巷方法，其特征在于，在所述步骤S5中，对巷道表面位移进行观测采用十字布点法对巷道表面围岩进行观测，在顶底板中部垂直方向和两帮中部水平方向钻孔，将木桩打入孔中，顶板和采空区侧煤帮的木桩端部安设弯形测钉，底板和靠综采面实体煤帮的木桩端部安设平头测钉，采用钢卷尺与线绳进行测量，观测频率为一天一次。

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