一种用于薄煤层双巷布置工作面留巷的加强支护方法

技术领域

本发明属于煤矿井下综采工作面回采巷道支护的技术领域，具体公开了一种用于薄煤层双巷布置工作面留巷的加强支护方法。

背景技术

双巷布置是煤矿井下综采工作面普遍使用的一种巷道布置方式，在一个长壁工作面两侧分别布置回风巷道、运输巷道及辅助运输巷道，其中运输巷道与辅助运输巷道双巷平行布置，两巷道之间留有一定宽度的巷间煤柱，当本工作面回采结束后，辅助运输巷道作为留巷可为相邻的下一个工作面继续服务，主要承担下一工作面回风及辅助运输等任务。在双巷布置条件下，辅助运输巷道围岩会经历掘进扰动影响、本工作面一次采动影响及相邻下一工作面二次采动影响等多次采动的影响，特别是在一次采动影响和二次采动影响期间，巷道所受应力复杂，围岩破坏变形严重，在一定程度上制约了工作面安全高效开采。目前对于留巷围岩的支护往往采用锚杆、锚索、喷浆、注浆等技术，实际劳动强度大，具有一定的安全隐患，同时需要消耗大量的支护材料，大部分支护材料不可回收，技术、经济效益有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于薄煤层双巷布置工作面留巷的加强支护方法，实现一次采动期间留巷围岩的快速、及时、整体支护，抑制本工作面回采即一次采动期间留巷围岩的破坏变形，保持巷道围岩的整体完整、稳定，有效保证相邻下一工作面回采即二次采动期间留巷围岩的安全使用。

上述一种用于薄煤层双巷布置工作面留巷的加强支护方法，包括下述步骤：

S1，在薄煤层回采之前，在工作面规划区域两侧平行掘进回风巷道以及运输巷道和辅助运输巷道，回风巷道以及运输巷道和辅助运输巷道的第一端通过开工作面切眼连通，第二端通过回撤通道相互连通，形成回采工作面通道，布置回采设备，形成第一工作面；

S2，第一工作面回采前，将第一工作面的辅助运输巷道作为沿空留巷，在工作面切眼前方预设距离的沿空留巷内预先由后向前间隔布置加强支护装置；

S3，随着第一工作面的推进，保留沿空留巷内进入第一工作面后方的加强支护装置，并继续在步骤S2中最前方加强支护装置的前方不断间隔增加加强支护装置，直至第一工作面推进长度距工作面切眼达到步骤S1中的预设距离，第一工作面的前方和后方均形成预设距离的加强支护区间；

S4，随着第一工作面向前采动，继续在步骤S3中最前方加强支护装置的前方不断间隔增加加强支护装置，同时将超过第一工作面后方预设距离的加强支护装置逐架回撤，使第一工作面前方和后方的加强支护区间均保持在预设距离内，形成动态加强支护；

S5，第一工作面进入停采线时停止回采，回采结束，停止回收停采线前方加强支护区间和后方加强支护区间内的加强支护装置，回撤回采设备，等待预设时间至沿空留巷围岩受采动影响趋于稳定后，由停采线两侧加强支护区间的边缘向停采线方向双向逐步回收加强支护装置，完成第一工作面采动期间沿空留巷围岩的加强支护；

S6，第一工作面的辅助运输巷道变为第二工作面的回风巷道，并作为沿空留巷，掘进与回风巷道平行的运输巷道和辅助运输巷道，回风巷道以及运输巷道和辅助运输巷道的第一端通过开工作面切眼连通，第二端通过回撤通道相互连通，形成回采工作面通道，布置回采设备，形成第二个工作面，在第二工作面开采之前，在工作面切眼前方预设距离的沿空留巷内预先由后向前间隔布置加强支护装置，形成加强支护区间；

S7，随着第二工作面回采，在步骤S6中最前方加强支护装置的前方不断间隔增加加强支护装置，同时将第二工作面前方的加强支护装置逐架回收，使第二工作面前方的加强支护区间保持在预设距离内，形成动态加强支护；

S8，第二工作面进入停采线时停止回采，回采结束，停止回收停采线前方加强支护区间内的加强支护装置，等待第二工作面的回采设备回撤后，由前向后依次回收加强支护装置，完成第一、第二工作面采动期间沿空留巷围岩的加强支护；

S9，按照步骤S6-S8，支护下一工作面留巷，直至本层煤层开采完毕。

进一步地，回风巷道以及运输巷道和辅助运输巷道均为矩形断面，沿煤层顶板掘进。

进一步地，加强支护装置的排距为巷道锚杆及锚索支护排距的倍数，加强支护装置不与巷道锚杆及锚索支护接触。

进一步地，加强支护装置包括由上到下依次连接的横梁、弹性缓冲机构、液压油缸和接底机构。

进一步地，横梁为矩形梁，包括主梁以及滑动设置在主梁两端的伸缩梁，横梁长度可根据巷道宽度进行调整，满足巷道宽度范围的全部顶板支护要求；每架加强支护装置设置四组弹性缓冲机构和四根液压油缸；四组弹性缓冲机构位于主梁的四个角上，两端分别连接主梁的底面和液压油缸的顶端，弹性缓冲机构可根据实际顶板的压力可让压变形，最大变形量为350mm，有效避免加强支护过程中加强支护装置对顶板的破坏，保持留巷顶板的完整稳定。

进一步地，液压油缸为双伸缩油缸。

进一步地，接底机构为矩形板状结构，顶面设置有用于与液压油缸的底端连接的连接头，底面间隔设置有凹槽，有效增加接底机构与底板的摩擦力，同时避免对巷道底板的破坏。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所提出的用于薄煤层双巷布置工作面留巷的加强支护方法可实现两次采动影响下留巷围岩的安全、高效、长距离加强支护，加强支护装置具有支护速度快、可让压、高强度、可回收重复利用等优点，加强支护装置可为沿空留巷顶板提供一个均匀的初始主动应力，应力基本可以覆盖巷道宽度范围内的顶板，加强支护与巷道锚杆及锚索支护共同作用，抑制巷道顶板离层的发育、优化巷道围岩应力状态，减缓上覆岩层作用于巷道帮部的应力，巷道锚杆及锚索支护与临时加强支护共同控制巷道围岩变形，保持巷道围岩的完整稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为薄煤层综采工作面双巷(运输巷道和辅助运输巷道)的布置图；

图2为2201工作面回采期间沿空留巷加强支护的布置图；

图3为2203工作面回采期间沿空留巷加强支护的布置图；

图4为加强支护装置的正视图(横梁伸展状态)；

图5为加强支护装置的正视图(横梁收缩状态)；

图6为加强支护装置的侧视图；

图7为加强支护装置中接底机构的示意图。

图中：1-2201回风巷道；2-2201运输巷道；3-2201辅助运输巷道；4-加强支护装置；4.1-主梁；4.2-伸缩梁；4.3-弹性缓冲机构；4.4-液压油缸；4.5-接底机构；4.6-凹槽；5-2203回风巷道；6-2203运输巷道；7-2203辅助运输巷道；8-巷间煤柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。

本实施例中，某矿现主采二叠系下统山西组2#煤层，煤层厚度为0.81～1.73m，平均厚度为1.18m，煤层结构简单，发育稳定，不含夹矸。煤层基本顶为中细砂岩，平均厚度为5.16m；直接顶为泥岩及砂质泥岩，平均厚度为5.86m；煤层底板为泥岩及砂质泥岩，平均厚度为2.95m；煤层基本底为粉砂岩，平均厚度为6.46m。矿井二采区首采工作面为2201工作面，运输巷道和辅助运输巷道采用双巷布置，巷间煤柱8为10m，回风巷道、运输巷道和辅助运输巷道设计为矩形断面，巷道宽度为5.2m，高度为2.6m，沿煤层顶板掘进；2201工作面的辅助运输巷道为沿空留巷，沿空留巷后作为相邻下一个工作面2203工作面的回风巷道继续使用。2201、2203工作面长度为200m，推进长度约为2500m。

本实施例中，用于薄煤层双巷布置工作面留巷的加强支护方法具体包括下述步骤。

S1，在薄煤层回采之前，在工作面规划区域两侧平行掘进回风巷道以及运输巷道和辅助运输巷道，回风巷道以及运输巷道和辅助运输巷道的第一端通过开工作面切眼连通，第二端通过回撤通道相互连通，形成回采工作面通道，布置回采设备，形成2201工作面，掘进过程中对2201回风巷道1、2201运输巷道2和2201辅助运输巷道3的底板进行混凝土硬化处理，巷道掘进完成后，准备回采2201工作面。

S2，2201工作面回采前，将2201辅助运输巷道3作为沿空留巷，在工作面切眼前方200m的沿空留巷内预先由后向前间隔布置加强支护装置4。

加强支护装置4的排距为2201辅助运输巷道3中巷道锚杆及锚索支护排距(900mm)的2倍，即1800mm，加强支护装置4布置于相邻两排锚杆之间，同时没有锚索的位置，确保初始支护时加强支护装置4与巷道锚杆及锚索支护不发生干涉。

S3，随着2201工作面的推进，保留沿空留巷内进入2201工作面后方的加强支护装置4，并继续在步骤S2中最前方加强支护装置4的前方不断间隔增加加强支护装置4，直至2201工作面推进长度距工作面切眼达到200m，2201工作面的前方和后方均形成200m的加强支护区间。

S4，随着2201工作面向前采动，继续在步骤S3中最前方加强支护装置4的前方不断间隔增加加强支护装置4，同时将超过2201工作面后方200m的加强支护装置4逐架回撤，使2201工作面前方和后方的加强支护区间均保持在200m内，形成动态加强支护。

S5，2201工作面进入停采线时停止回采，回采结束，停止回收停采线前方200m和后方200m内的加强支护装置4，回撤回采设备，等待2～3个月至沿空留巷围岩受采动影响趋于稳定后，由停采线两侧加强支护区间的边缘向停采线方向双向逐步回收加强支护装置4，加强支护装置4在回收过程中严禁对巷道锚杆及锚索支护的破坏，完成2201工作面采动期间沿空留巷围岩的加强支护。

S6，根据开采接续情况，开始回采2203工作面，2203工作面回采时，2201辅助运输巷道3沿空留巷，作为2203工作面回风巷道继续使用，在2203工作面回采设备布置完成、尚未开采之前，在2203回风巷道5内从工作面切眼前方200m内由后向前间隔布置加强支护装置4，形成长度为200m的加强支护区间。

加强支护装置4的排距为2203回风巷道5中巷道锚杆及锚索支护排距(900mm)的2倍，即1800mm，加强支护装置4布置于相邻两排锚杆之间，同时没有锚索的位置，确保初始支护时加强支护装置4与巷道锚杆及锚索支护不发生干涉。

S7，随着2203工作面回采，在步骤S6中最前方加强支护装置4的前方不断间隔增加加强支护装置4，同时将2203工作面前方的加强支护装置4逐架回收，使2203工作面前方的加强支护区间保持在200m内，形成动态加强支护。

S8，2203工作面进入停采线时停止回采，回采结束，停止回收停采线前方200m内的加强支护装置4，等待2203工作面的回采设备回撤后，由前向后依次回收加强支护装置，完成2201、2203工作面采动期间沿空留巷围岩的加强支护。

S9，按照步骤S6-S8，支护下一工作面留巷，直至本层煤层开采完毕。

加强支护装置4包括由上到下依次连接的横梁、弹性缓冲机构4.3、液压油缸4.4和接底机构4.5。横梁为矩形梁，包括主梁4.1以及滑动设置在主梁4.1两端的伸缩梁4.2；每架加强支护装置4设置四组弹性缓冲机构43.和四根液压油缸4.4；四组弹性缓冲机构4.3位于主梁4.1的四个角上，两端分别连接主梁4.1的底面和液压油缸4.4的顶端。液压油缸4.4为双伸缩油缸。接底机构4.5为矩形板状结构，顶面设置有用于与液压油缸4.4的底端连接的连接头，底面间隔设置有凹槽4.6。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。