CN115839249B - 顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法包括以下步骤：当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷；掘进联络巷，所述联络巷由所述第一沿空巷道向所述第一措施巷的方向掘进；将所述联络巷延伸至第二措施巷的设计位置；掘进所述第二措施巷；所述当前回采工作面回采完成且采空区稳沉后完成第二沿空巷道的掘进；在所述下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷。本发明提供的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法具备巷道掘进安全性高、掘进进度快、顶板卸压充分的优点。

Description

顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法。

背景技术

在高产高效背景下，该类矿井工作面长度往往可以达到300m以上，超长工作面的存在致使原本在工作面两顺槽采取的顶板卸压措施难以兼顾工作面中部区域，存在大范围空白带，同时基于防冲考虑，为避免孤岛煤柱出现，工作面之间一般采用顺序开采，而在顺序开采条件下，沿空巷道布置若直接沿着上区段工作面边缘掘进，则会受到工作面回采扰动和采空区覆岩运动影响，导致巷道不稳定性增高，冲击地压危险也随之增大。

顺序开采条件下，相关技术中超长工作面的顶板卸压措施实施及沿空巷道布置存在以下问题：顶板卸压措施在两顺槽进行，仅能覆盖巷道周边区域，难以对工作面中部区域上覆厚硬顶板采取卸压措施，导致工作面回采过程中顶板压力较大，出现压架现象，且工作面采空区易产生大面积悬顶，不利于冲击地压防治。

沿空巷道直接沿上区段工作面边缘单巷布置条件下，若沿空巷道采取由切眼向大巷方向掘进的方式，则需注意掘进工作面所受到的采空区覆岩运动影响，为减小这一影响不得不控制掘进进度，不利于采掘接续；若采取由大巷向切眼方向掘进的方式，巷道将会受到上、下区段工作面双重采动影响，同时，掘进过程中还要考虑掘进工作面与上区段回采工作面采动应力叠加影响，不利于巷道维护和冲击地压防治。

发明内容

本发明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，本发明的实施例提出一种顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，该顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法具有巷道掘进安全性高、掘进进度快、顶板卸压充分的优点。

根据本发明实施例的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法包括以下步骤：当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷；掘进联络巷，所述联络巷由所述第一沿空巷道向所述第一措施巷的方向掘进；将所述联络巷延伸至第二措施巷的设计位置；掘进所述第二措施巷；述当前回采工作面回采完成且采空区稳沉后完成第二沿空巷道的掘进；在所述下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷。

根据本发明实施例的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法具有巷道掘进安全性高、掘进进度快、顶板卸压充分的优点。

在一些实施例中，所述第一沿空巷道和所述第一措施巷同时掘进，所述第一沿空巷道采用窄煤柱反掘方式掘进，所述第一措施巷采用宽煤柱正掘方式掘进。

在一些实施例中，在当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷步骤中，其特征在于，所述第一沿空巷道滞后于当前回采工作面的采空区一定稳沉距离，所述第一措施巷的长度大于等于所述稳沉距离。

在一些实施例中，所述联络巷为斜巷，所述联络巷的掘进方向背离当前回采工作面采空区的方式掘进，所述联络巷和所述第一措施巷在当前回采工作面回采完成前连通。

在一些实施例中，所述第一措施巷与所述当前回采工作面之间的煤柱的宽度为所述下一区段工作面的长度的三分之一，所述第二措施巷与所述第一措施巷之间的距离为所述下一区段工作面的长度的三分之一。

在一些实施例中，在所述下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷步骤中，其特征在于，所述第一措施巷、所述第二措施巷完成顶板卸压后封闭所述联络巷、所述第一措施巷和所述第二措施巷。

在一些实施例中，所述第二措施巷和所述第二沿空巷道均采用反掘或正掘反掘结合的方式掘进。

在一些实施例中，所述第二措施巷和所述第二沿空巷道均采用正掘反掘结合的方式掘进时，所述第二措施巷或所述第二沿空巷道的两个掘进工作面之间距离小于安全距离时，一个掘进工作面停止掘进。

在一些实施例中，所述下一区段工作面开始回采，所述第二沿空巷道在所述下一区段工作面超前采动影响至所述巷道交叉点之前完成掘进。

在一些实施例中，工作面切眼、回撤通道和远空侧巷道先于所述第一沿空巷道和第一措施巷布置完成。

附图说明

图1是根据本发明实施例中顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法的掘进第一沿空巷道和第一措施巷步骤的示意图。

图2是根据本发明实施例中顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法的掘进联络巷步骤的示意图。

图3是根据本发明实施例中顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法的延伸联络巷和掘进第二措施巷步骤的示意图。

图4是根据本发明实施例中顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法的第二沿空巷道掘进及第一措施巷和第二措施巷中顶板卸压孔扇形布置示意图。

图5是根据本发明实施例中顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法的A-A方向剖面示意图。

附图标记：1、第一沿空巷道；2、第二沿空巷道；3、第一措施巷；4、第二措施巷；5、远空侧巷道；6、联络巷；7、工作面切眼；8、大巷；9、巷道交叉点。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

对本发明内相关名词进行定义：

（1）窄煤柱：本发明内将宽度为4～10m的煤柱称为窄煤柱。

（2）宽煤柱：本发明内特指宽度几十米甚至上百米的煤柱为宽煤柱。

（3）反掘：由开切眼位置向大巷方向掘进巷道的方式，称为反掘。

（4）正掘：由大巷位置向开切眼方向掘进巷道的方式，称为正掘。

（5）正反掘：同一段巷道布置过程中既采用了正掘的方式，又采用了反掘的方式。

（6）措施巷：用于回采巷道提前贯通及采取防冲卸压措施而掘进的辅助巷道。

（7）稳沉：采空区覆岩运动达到相对稳定的状态。

（8）采空区稳沉距离：工作面推过某个位置一定距离后，该位置覆岩运动逐渐达到相对稳定的状态，将这段距离称为采空区稳沉距离。

（9）沿空巷道：沿着相邻工作面采空区边缘掘进的巷道称为沿空巷道。

（10）远空侧巷道：相对沿空巷道而言，远离相邻工作面采空区布置的回采巷道。

如图1至图5所示，根据本发明实施例的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法包括以下步骤：

当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷；掘进第一沿空巷道和第一措施巷时，第一沿空巷道需要滞后当前回采工作面一定距离，即采空区稳沉距离。采空区稳沉距离是指工作面推过某个位置一定距离后，该位置覆岩运动逐渐达到相对稳定的状态，将这段距离称为采空区稳沉距离。第一措施巷需要与当前区段工作面之间留设较宽的煤柱，

掘进联络巷，联络巷由第一沿空巷道向第一措施巷的方向掘进；联络巷将第一沿空巷道和第一措施巷连通，联络巷采取背离采空区的方式向第一措施巷掘进至贯通，由此，下一区段工作面形成完整的通风系统，可进行工作面正常生产，同时第一措施巷可以采取顶板卸压措施。

将联络巷延伸至第二措施巷的设计位置；

掘进第二措施巷；联络巷与第二措施巷连通，第二措施巷掘进完成后可以采取顶板卸压措施。

当前回采工作面回采完成且采空区稳沉后完成第二沿空巷道的掘进；此时工作面回采方向上全长范围内的沿空巷道布置完成。

在下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷。

本发明通过巷道布置全过程的协调控制，各段巷道布置均避免了当前区段工作面超前采动影响和采空区覆岩运动影响，保证了巷道稳定性和安全性。双措施巷的布置能够实现在超长工作面中部进行顶板卸压工作。实现在顺序开采条件下，下一区段工作面提前形成通风、回采系统，完成工作面稳定接续。下一区段工作面巷道的掘进和当前回采工作面生产同步进行，能够保证生产进度。

根据本发明实施例的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法具有巷道掘进安全性高、掘进进度快、顶板卸压充分的优点。

在一些实施例中，第一沿空巷道和第一措施巷同时掘进，第一沿空巷道采用窄煤柱反掘方式掘进，第一措施巷采用宽煤柱正掘方式掘进。如图1所示，a为稳沉距离,b为第一措施巷与当前回采工作面之间的安全距离。

具体地，同时掘进能够加快掘进效率。第一措施巷采用宽煤柱正掘方式掘进能够有效减小当前区段工作面侧向支承压力对巷道掘进的影响。

第一措施巷的掘进还需考虑采掘工作面之间超前采动应力叠加影响。《防治煤矿冲击地压细则》规定，当采掘工作面两者之间距离小于350m时，需要停下其中一个工作面，考虑到采掘接续，第一措施巷需在现场条件允许下尽早掘出一定距离，当当前回采区段工作面与第一措施巷距离小于350m时，第一措施巷停止掘进。随着当前工作面继续推采，当两者距离再次大于350m时，第一措施巷可以恢复掘进。

在一些实施例中，在当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷步骤中，其特征在于，第一沿空巷道滞后于当前回采工作面的采空区一定稳沉距离，第一措施巷的长度大于等于稳沉距离。

具体地，第一沿空巷道的布置需考虑当前区段工作面采空区覆岩运动的影响，即巷道掘进应滞后工作面一定距离（即，采空区稳沉距离），以保证采空区覆岩运动相对稳定，从而对第一沿空巷道的掘进影响较小。采空区稳沉距离需通过具体研究得出，不同区域、不同矿井、不同地质及开采条件下采空区稳沉距离有所不同，如鄂尔多斯乌审旗呼吉尔特矿区内矿井埋深650m左右，煤层厚度约5.5m，采用综采一次采全高的方法等条件下，采空区稳沉距离可达900～1000m左右。联络巷与第一措施巷应在当前区段工作面回采完毕之前完成贯通，以保证两个工作面之间平稳接续，因此第一措施巷至少应达到当前区段工作面采空区稳沉距离的长度才能保证巷道平稳贯通。

在一些实施例中，联络巷为斜巷，联络巷的掘进方向背离当前回采工作面采空区的方式掘进，联络巷和第一措施巷在当前回采工作面回采完成前连通。

具体地，联络巷为斜巷，考虑到冲击地压影响，联络巷的掘进方向背离当前回采工作面采空区，避免联络巷向采空区掘进带来的超前集中应力叠加影响。联络巷和第一措施巷在当前回采工作面回采完成前连通能够保证当前回采工作面和下一区段工作面之间的平稳接续。

在一些实施例中，第一措施巷与当前回采工作面之间的煤柱的宽度为下一区段工作面的长度的三分之一，第二措施巷与第一措施巷之间的距离为下一区段工作面的长度的三分之一。

具体地，考虑后期在工作面中部采取顶板卸压措施的需求，第一措施巷与当前回采工作面之间的宽煤柱的宽度一般取工作面长度的1/3。相关技术中井下顶板深孔爆破钻孔长度一般为50m左右，只能覆盖巷道附近几十米范围，超长工作面条件下，单措施巷采取顶板卸压措施也难以覆盖工作面中部厚硬顶板，因此考虑布置第一措施巷和第二措施巷两个措施巷。第二措施巷位于距离远空侧巷道1/3工作面长度的位置，可满足在工作面全长范围内采取顶板卸压措施的需求。

在一些实施例中，在下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷步骤中，其特征在于，第一措施巷、第二措施巷完成顶板卸压后封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷。巷道交叉点为第一沿空巷道与联络巷的交叉点。

具体地，在第二沿空巷道布置完成后、下一区段工作面回采至巷道交叉点，以前，需对联络巷及两条措施巷进行封闭处理，因此两条措施巷中的顶板卸压工程应在此前施工完毕。如图5所示的剖面图为措施巷中顶板卸压孔扇形布置示意图，实际施工过程中可根据现场条件采用其他钻孔布置形式和具体施工参数。

在一些实施例中，第二措施巷和第二沿空巷道均采用反掘或正掘反掘结合的方式掘进。

具体地，第二措施巷采用反掘方式掘进，为了尽快完成巷道贯通，第二措施巷也可采取正反掘同时掘进的方式。

第二沿空巷道采用反掘方式掘进，为了尽快完成巷道贯通，第二沿空巷道也可采取正反掘同时掘进的方式。

在一些实施例中，第二措施巷和第二沿空巷道均采用正掘反掘结合的方式掘进时，第二措施巷或第二沿空巷道的两个掘进工作面之间距离小于安全距离时，一个掘进工作面停止掘进。

具体地，第二措施巷或第二沿空巷道的两个掘进工作面之间距离小于150m时，一个掘进工作面停止掘进，满足了《防治煤矿冲击地压细则》要求。

在一些实施例中，下一区段工作面开始回采，第二沿空巷道在下一区段工作面超前采动影响至巷道交叉点之前完成掘进。

具体地，第二沿空巷道需在下一区段工作面超前采动影响距离达到巷道交叉点之前布置完成，保证超前支护设备正常进入第二沿空巷道，同时避免在巷道交叉点位置形成进一步的应力集中。

在一些实施例中，工作面切眼、回撤通道和远空侧巷道先于第一沿空巷道和第一措施巷布置完成。

具体地，在实际采掘过程中，工作面切眼、回撤通道及远空侧巷道受相邻的工作面采动影响较小，往往优先布置完成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷；

掘进联络巷，所述联络巷由所述第一沿空巷道向所述第一措施巷的方向掘进；

将所述联络巷延伸至第二措施巷的设计位置；

掘进所述第二措施巷；

所述当前回采工作面回采完成且采空区稳沉后完成第二沿空巷道的掘进；

在所述下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷。

2.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，所述第一沿空巷道和所述第一措施巷同时掘进，所述第一沿空巷道采用窄煤柱反掘方式掘进，所述第一措施巷采用宽煤柱正掘方式掘进。

3.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，在当前回采工作面回采过程中在下一区段工作面掘进第一沿空巷道和第一措施巷步骤中，其特征在于，所述第一沿空巷道滞后于当前回采工作面的采空区一定稳沉距离，所述第一措施巷的长度大于等于所述稳沉距离。

4.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，所述联络巷为斜巷，所述联络巷的掘进方向背离当前回采工作面采空区的方式掘进，所述联络巷和所述第一措施巷在当前回采工作面回采完成前连通。

5.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，所述第一措施巷与所述当前回采工作面之间的煤柱的宽度为所述下一区段工作面的长度的三分之一，所述第二措施巷与所述第一措施巷之间的距离为所述下一区段工作面的长度的三分之一。

6.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，在所述下一区段工作面回采至巷道交叉点之前封闭联络巷、第一措施巷和第二措施巷步骤中，其特征在于，所述第一措施巷、所述第二措施巷完成顶板卸压后封闭所述联络巷、所述第一措施巷和所述第二措施巷。

7.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，所述第二措施巷和所述第二沿空巷道均采用反掘或正掘反掘结合的方式掘进。

8.根据权利要求7所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，所述第二措施巷和所述第二沿空巷道均采用正掘反掘结合的方式掘进时，所述第二措施巷或所述第二沿空巷道的两个掘进工作面之间距离小于安全距离时，一个掘进工作面停止掘进。

9.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，所述下一区段工作面开始回采，所述第二沿空巷道在所述下一区段工作面超前采动影响至所述巷道交叉点之前完成掘进。

10.根据权利要求1所述的顺序开采条件下超长工作面双措施巷布置方法，其特征在于，工作面切眼、回撤通道和远空侧巷道先于所述第一沿空巷道和第一措施巷布置完成。

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