特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法及布置结构
文献发布时间:2024-04-18 19:57:50
技术领域
本申请涉及煤矿开采技术领域,尤其涉及一种特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法及布置结构。
背景技术
我国8m-20m及以上的特厚煤层储量丰富,是亿吨级大型煤炭基地的主采煤层,其资源储量占我国煤炭资源总量的45%~50%。综合机械化放顶煤开采(综放开采)技术是最近几十年来我国在煤矿开采技术主面取得的重要成就,大幅度提高了厚煤层开采效率、产量与效益,近年来,随着综放开采技术不断进步及其优越性,综放开采逐渐成为我国厚煤层开采的主要方法之一。然而当前无煤柱自成巷技术主要应用于厚度不大于4m的煤层,近年来随着技术的发展,无煤柱自成巷技术逐渐应用于厚-特厚煤层,但是上述厚煤层均采用普通综采技术,针对特厚煤层放顶煤开采条件下的无煤柱自成巷技术从未见相关报道。特厚煤层放顶煤条件下采场顶板活动范围增高,加之顶煤的不断放出,对留巷顶板扰动更为剧烈;由于煤层较厚,留巷巷道顶板常常为煤体,相比岩石其强度低,更为松散,在多次扰动作用下更容易破裂失稳;由于顶煤放出不充分,造成空区遗煤,容易引发自然发火等灾害。
发明内容
为了解决上述技术问题,本申请提供了如下技术方案。
第一方面,本申请提供了一种特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法,留巷巷道位于煤层内且布设在所述煤层的底板,所述留巷巷道靠近回采工作面的一侧为回采煤帮,另一侧为实体煤帮,自成巷方法包括以下步骤:
在所述煤层内且沿所述煤层的顶板掘进卸压工艺巷,所述卸压工艺巷位于所述回采工作面的上方;
通过恒阻大变形锚索、注浆锚索、普通锚索和螺纹钢锚杆中的至少一种对所述留巷巷道和所述卸压工艺巷进行支护;
在所述留巷巷道位于回采煤帮一侧的巷角线区域实施一列切缝孔,并经爆破后形成第二切缝,在所述卸压工艺巷的远离所述留巷巷道一侧的巷角线区域实施一列切缝孔,并经爆破后形成第一切缝,所述第二切缝和所述第一切缝均向远离所述实体煤帮的一侧倾斜延伸。
回采工作面进行综放作业,所述留巷巷道内架设临时支护装置和挡矸装置。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法中,所述第二切缝贯通至所述卸压工艺巷。
进一步的,特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法还包括:在成巷稳定后,撤掉所述留巷巷道内的所述临时支护装置,并向矸石帮喷浆以封闭采空区。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法中,对所述留巷巷道进行支护的过程包括:对所述留巷巷道的顶板通过恒阻大变形锚索、注浆锚索和螺纹钢锚杆进行支护,所述实体煤帮通过普通锚索和螺纹钢锚杆进行支护,所述回采煤帮通过螺纹钢锚杆进行支护。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法中,对所述卸压工艺巷进行支护的过程包括:对所述卸压工艺巷的顶板通过恒阻大变形锚索进行支护,所述卸压工艺巷的两侧煤帮通过普通锚索进行支护。
第二方面,本申请还提供了一种特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构,其包括留巷巷道和卸压工艺巷,所述留巷巷道位于煤层内且布设在所述煤层的底板,所述卸压工艺巷在所述煤层内且布设在所述煤层的顶板,所述留巷巷道靠近回采工作面的一侧为回采煤帮,另一侧为实体煤帮,所述卸压工艺巷位于所述回采工作面的上方,在所述留巷巷道的位于所述回采煤帮一侧的巷角线区域具有第二切缝,在所述卸压工艺巷的远离所述留巷巷道一侧的巷角线区域具有第一切缝,所述第二切缝和所述第一切缝均向远离所述实体煤帮的一侧倾斜延伸。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,所述第二切缝贯通至所述卸压工艺巷。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,在所述留巷巷道的顶板上垂直布置有三列恒阻大变形锚索,第一列所述恒阻大变形锚索距回采煤帮800mm,排距为750mm;第二列所述恒阻大变形锚索与第一列所述恒阻大变形锚索间距为1000mm;第三列所述恒阻大变形锚索与第二列所述恒阻大变形锚索的间距为1000mm;第四列所述恒阻大变形锚索与第三列所述恒阻大变形锚索的间距为1000mm;第二列所述恒阻大变形锚索、第三列所述恒阻大变形锚索与第四列所述恒阻大变形锚索的排距均为1500mm。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,第一列所述恒阻大变形锚索之间沿所述留巷巷道的走向用W钢带相连接,第二列所述恒阻大变形锚索、第三列所述恒阻大变形锚索和第四列所述恒阻大变形锚索之间垂直于所述留巷巷道的走向用W钢带相连接。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,在所述留巷巷道的顶板上,任意相邻的两列恒阻大变形锚索之间均布设有一列注浆锚索。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,在所述留巷巷道的实体煤帮自上而下设置有两列普通锚索。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,在所述卸压工艺巷的顶板上垂直布置有两列恒阻大变形锚索,第一列所述恒阻大变形锚索距离所述第一切缝处的巷角线为500mm,第二列所述恒阻大变形锚索与第一列所述恒阻大变形锚索的间距为1000mm,两列所述恒阻大变形锚索的排距均为1000mm。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,所述卸压工艺巷的两侧煤帮自上而下设置有两列普通锚索。
进一步的,在特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构中,所述留巷巷道内架设临时支护装置和挡矸装置。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:利用卸压工艺巷的第一切缝实现深部切顶,阻断采空区侧上覆基本顶和直接顶对留巷巷道顶板的压力传递,并通过留巷巷道的第二切缝实现二次切顶,使顶煤充分垮落,从而提高了切顶的深度并保证顶煤的放出量。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法的设计图;
图2为本申请提供的布置结构中留巷巷道支护及第二切缝的设置形式示意图;
图3为本申请提供的布置结构中卸压工艺巷支护及第二切缝的设置形式示意图;
图4为本申请提供的布置结构中卸压工艺巷装药爆破形成第一切缝的装药示意图;
图5为本申请提供的布置结构中留巷巷道装药爆破形成第二切缝的装药示意图;
图6为本申请提供的布置结构中留巷巷道架前临时支护的示意图;
图7为本申请提供的布置结构中留巷巷道架后临时支护的示意图;
图8为本申请提供的布置结构中挡矸装置的结构示意图。
图中:
1、留巷巷道;2、卸压工艺巷;3、实体煤;4、回采工作面;5、回采煤帮;6、实体煤帮;7、第一切缝;8、第二切缝;9、恒阻大变形锚索;10、注浆锚索;11、普通锚索;12、螺纹钢锚杆;14、U型钢;15、金属网;16、卡兰;17、连接杆;18、Π型梁。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中,术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-8并结合实施例来详细说明本申请。
本申请实施例提供了一种特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法以及特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构。本申请技术方案所指的特厚煤层的厚度大于8m,对于这一厚度的煤层,在采用无煤柱自成巷技术进行开采时,只能采用普通综采工艺,而放顶煤综采工艺会受限,这是由于特厚煤层在放顶煤条件下,采场顶板活动范围增高,加之顶煤的不断放出,对留巷巷道的顶板扰动更为剧烈;由于煤层较厚,留巷巷道顶板为煤体,相比岩石其强度低,更为松散,在多次扰动作用下更容易破裂失稳,并且特厚煤层的厚度较大,自成巷工艺中在留巷巷道形成的爆破切缝通常只存在于煤层内,而无法切断上岩层顶板的应力传递。
如图1所示,特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构的基础结构包括煤层、留巷巷道1和卸压工艺巷2,所述留巷巷道1位于煤层内且布设在所述煤层的底板,即留巷巷道1开设在煤层的最下部,所述卸压工艺巷2在所述煤层内且布设在所述煤层的顶板,即卸压工艺巷2位于煤层的最上部。留巷巷道1的两侧分别为实体煤3和回采工作面4,留巷巷道1用作回采工作面4的顺槽,并在该回采工作面4回采过程中通过切顶卸压留巷工艺保留下来,留巷巷道1保留下来后继续作为另一侧的实体煤3回采时的顺槽使用,所述留巷巷道1靠近回采工作面4的一侧为巷帮为回采煤帮5,另一侧的实体煤3处的巷帮为实体煤帮6。所述卸压工艺巷2位于所述回采工作面4的上方,即卸压工艺巷2位于在所述留巷巷道1的位于所述回采煤帮5一侧的巷角线区域具有第二切缝8,在所述卸压工艺巷2的远离所述留巷巷道1一侧的巷角线区域具有第一切缝7,所述第二切缝8和所述第一切缝7均向远离所述实体煤帮6的一侧倾斜延伸。
本申请中特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法可以包括以下步骤的步骤1-步骤5,并通过步骤1-5逐渐获得特厚煤层放顶煤开采的自成巷布置结构。
步骤1:在所述煤层内且沿所述煤层的顶板掘进卸压工艺巷2,所述卸压工艺巷2位于所述回采工作面4的上方。卸压工艺巷2与留巷巷道1的水平距离根据煤层的厚度来具体调整,通常在3~5m左右。可选的,卸压工艺巷2的掘进断面宽为2.2m,高为2.7m,净断面为2.0m×2.6m,以为后续的切顶卸压和巷道支护提供施工空间,本申请实施例以该尺寸的卸压工艺巷2为例进行说明。
步骤2:如图2和3所示,通过恒阻大变形锚索9、注浆锚索10、普通锚索11和锚杆中的至少一种对所述留巷巷道1和所述卸压工艺巷2进行支护。本申请实施例以宽为5.1m,高为3.75m的留巷巷道1为例进行说明。
其中,对所述留巷巷道1进行支护的过程包括对留巷巷道1进行预支护。具体的,留巷巷道1在掘进后通过螺纹钢锚杆12分别对留巷巷道1的顶板、实体煤帮6和回采煤帮5分别进行支护,留巷巷道1的顶板上设置有多列螺纹钢锚杆12,相邻两列螺纹钢锚杆12的间距为880mm,留巷巷道1的顶板、实体煤帮6和回采煤帮5上设置有多列螺纹钢锚杆12,并且巷帮的最上一列的螺纹钢锚杆12向上倾斜延伸,巷帮的最下一列螺纹钢锚杆12斜向下倾斜延伸,巷帮中间部分的螺纹钢锚杆12水平设置。螺纹杆锚杆的规格可以为φ20mm×2200mm,列间距优选为750mm,在竖直方向上的多根螺纹钢锚杆12可以采用小钢带相连接。需要说明的是,在本申请实施例中,沿着巷道延伸方向为列方向,垂直于巷道延伸方向为排方向。
由于后续需要进行爆破开孔形成切缝实现切顶卸压,对所述留巷巷道1进行支护的过程还包括对留巷巷道1进行补强支护。具体的,对所述留巷巷道1的顶板通过恒阻大变形锚索9和注浆锚索10进行补强支护,所述实体煤帮6通过普通锚索11进行补强支护。
在所述留巷巷道1的顶板上垂直布置有多列恒阻大变形锚索9,可以根据留巷巷道1的宽度具体选择设置2-5列恒阻大变形锚索9。例如本申请附图中采用四列恒阻大变形锚索9,在由回采煤帮5至实体煤帮6的方向上依次为第一列至第四列,第一列所述恒阻大变形锚索9-1距回采煤帮5800mm,排距为750mm;第二列所述恒阻大变形锚索9-2与第一列所述恒阻大变形锚索9-1间距为1000mm;第三列所述恒阻大变形锚索9-3与第二列所述恒阻大变形锚索9-2的间距为1000mm;第四列所述恒阻大变形锚索9-4与第三列所述恒阻大变形锚索9-3的间距为1000mm,第二列所述恒阻大变形锚索9-2、第三列所述恒阻大变形锚索9-3与第四列所述恒阻大变形锚索9-4的排距均为1500mm。第一列所述恒阻大变形锚索9-1之间沿所述留巷巷道1的走向用W钢带相连接,第二列所述恒阻大变形锚索9-2、第三列所述恒阻大变形锚索9-3和第四列所述恒阻大变形锚索9-4之间垂直于所述留巷巷道1的走向用W钢带相连接。恒阻大变形锚索9的直径可以为φ21.8mm,长度可以为15-25m,另外恒阻大变形锚索9主要布设于回采煤帮5侧,以使其靠近后续形成的第二切缝8,对于留巷巷道1的顶板支护更有利。在所述留巷巷道1的顶板上,任意相邻的两列恒阻大变形锚索9的中线上均布设有一列注浆锚索10,即四列恒阻大变形锚索9之间分别有三列注浆锚索10,注浆锚索10与相邻的恒阻大变形锚索9的列间距为500mm。注浆锚索10的直径可以为φ17.8mm,长度可以为10-16m。
在所述留巷巷道1的实体煤帮6自上而下设置有两列普通锚索11进行补强支护,实体煤帮6补打的两列普通锚索11的直径为17.8mm,长度为4800mm-6300mm,普通锚索11的列间距可以为1500mm,排间距可以为1000mm。
对所述卸压工艺巷2进行支护的过程包括:对所述卸压工艺巷2的顶板通过恒阻大变形锚索9进行支护,所述卸压工艺巷2的两侧煤帮通过普通锚索11进行支护。具体的,在所述卸压工艺巷2的顶板上垂直布置有两列恒阻大变形锚索9,第一列所述恒阻大变形锚索9-5距离所述第一切缝7处的巷角线为500mm,第二列所述恒阻大变形锚索9-6与第一列所述恒阻大变形锚索9-5的间距为1000mm,两列所述恒阻大变形锚索9的排距均为1000mm,恒阻大变形锚索9的直径可以为φ21.8mm,长度可以为15-25m。所述卸压工艺巷2的两侧煤帮自上而下设置有两列普通锚索11,两列普通锚索11的直径为17.8mm,长度为4800mm-6300mm,两列普通锚索11的列间距为1000mm,排间距为1000mm。
步骤3:如图2-5所示,在所述卸压工艺巷2的远离所述留巷巷道1一侧的巷角线区域实施一列切缝孔,并经爆破后形成第一切缝7,在所述留巷巷道1位于回采煤帮5一侧的巷角线区域实施一列切缝孔,并经爆破后形成第二切缝8,所述第一切缝7和所述第二切缝8均向远离所述实体煤帮6的一侧倾斜延伸。
具体的,在卸压工艺巷2形成第一切缝7的过程中,结合工作面实际情况,卸压工艺巷2的预裂切缝孔的深度设计为20~30m,以使得形成的第一切缝7可以切断煤层上方的直接顶和基本顶。卸压工艺巷2的切缝孔位于远离所述留巷巷道1一侧的巷角线区域,其具体位置距离巷道(回采工作面4侧)100mm,与铅垂线夹角为优选为15°,倾向于回采工作面4一侧延伸,切缝孔的间距为500mm。如图4所示,以第一切缝7的孔深为23000mm为例,在切缝孔中放置炸药进行聚能爆破,聚能管外径为42mm,内径为36.5mm,管长1500mm,聚能爆破采用三级煤矿乳化炸药,拟采用炸药规格为直径Φ32×300mm/卷,装药量需要根据现场试验情况具体调整,爆破孔口采用炮泥封孔,采用导爆索串联连接,聚能管安装于爆破孔内,每孔12根聚能管,采用4+4+4+3+3+3+3+2+2+1+1+1的装药方式,每孔一根导爆索,两发雷管,封孔长度5000mm。
具体的,在留巷巷道1形成第二切缝8的过程中,结合工作面实际情况,预裂切缝孔深度根据煤层厚度、切缝角度等来具体设计,切缝孔优选贯穿至卸压工艺巷2,以使得形成的第二切缝8可以贯通至所述卸压工艺巷2,从而通过第一切缝7、第二切缝8和卸压工艺巷2经煤层底板至基本顶全部切断,实现完全的应力阻断。切缝孔具体布置在距回采煤帮5100mm处,与铅垂线夹角为控制在10°~15°,倾向于回采工作面4一侧延伸,切缝孔间距为500mm。如图5所示,以第二切缝深度为14000mm为例,在切缝孔中放置炸药进行聚能爆破,聚能管外径为42mm,内径为36.5mm,管长1500mm。聚能爆破采用三级煤矿乳化炸药,拟采用炸药规格为直径Φ32×300mm/卷,爆破孔口采用炮泥封孔,采用导爆索串联连接,聚能管安装于爆破孔内,每孔8根聚能管,采用2+2+2+2+2+2+1+1的装药方式,每孔一根导爆索,两发雷管;装药量需要根据现场试验情况具体调整,爆破孔口采用专业设备用炮泥封孔,封孔长度2500mm。
第一切缝7和第二切缝8可以减小工作面回采中以及回采后向留巷巷道1顶板及下区段工作面的动压传递,大部分情况下,在本工作面开采过程中,由于特厚煤层的留巷巷道1的顶部为8米以上的煤体结构,通过现有的支护措施难以控制围岩变形,在开采过程中以及回采后,会对留巷巷道1的顶板煤体造成较大的破坏,因此,通过第一切缝7和第二切缝8的联合设置可以减小该破坏过程。
需要说明的是,在卸压工艺巷2形成第一切缝7之前应完成对留巷巷道1的补强支护,这是由于在卸压工艺巷2进行切顶卸压爆破施工时,爆破扰动产生的应力会通过直接顶传递给留巷巷道1的顶板煤层,在对留巷巷道1完成补强支护后,通过补强支护加固留巷巷道1顶板,降低爆破扰动对留巷巷道1的破坏,大大降低了第一切缝7的爆破施工对于留巷巷道1顶板煤体的影响,显著提高了巷道围岩的稳定性。
步骤4:回采工作面4进行综采放顶煤作业,所述留巷巷道1内架设临时支护装置和挡矸装置。
在本步骤中,如图6和7所示,临时支护装置采用液压单体柱,液压单体柱顶部采用垂直巷道走向的槽钢或Π型梁对顶板进行支护,液压单体柱的位置可根据现场情况进行调整。例如,可选的,如图6所示,留巷巷道1超前放顶煤开采的液压支架采用3列液压单体柱进行支护。液压单体柱顶部作用于槽钢或Π型梁上,液压单体柱排距为1000mm,由回采煤帮5至实体煤帮6的方向上依次为第一列至第三列,第一列液压单体柱13-1距离回采煤帮5650mm,第二列液压单体柱13-2距离第一列液压单体柱13-1为400~500mm,第三列液压单体柱13-3距离第二列液压单体柱13-2为2000~2500mm,三列液压单体柱采用垂直巷道走向的Π型梁18进行支护。在放顶煤开采的液压支架的架后0~300m范围内,留巷巷道1的顶板也需要临时加强支护,架后临时支护也主要为液压单体柱进行支护,如图7所示,在架后采用五列液压单体柱进行支护,由回采煤帮5至实体煤帮6的方向上依次为第一列至第五列,第一列液压单体柱13-4距离回采煤帮5650mm,第二列液压单体柱13-5布设在距离第一列液压单体柱13-4的400~500mm处,第三列液压单体柱13-6布设在距离第二列液压单体柱13-5的400~500mm处,第四列液压单体柱13-7布设在距离第三列液压单体柱13-6的1500~2000mm处,第五列液压单体柱13-8布设在距离第四列液压单体柱13-7处400~500mm处,五列液压单体柱采用垂直巷道走向Π型梁18进行支护。
步骤5:在成巷稳定后,撤掉所述留巷巷道1内的所述临时支护装置,并向矸石帮喷浆以封闭采空区。本步骤能够取得良好的空区封闭效果。
挡矸装置包括U型钢14、钢筋网、金属网15、卡兰16、连接杆17以及风筒布,来实现挡矸及采空区封闭。U型钢14采用36U上下可缩性搭接的结构,采用多副卡兰16连接,多节U型钢14在竖直方向上通过卡兰16连接,形成可伸缩结构卡兰16上下沿距U型钢14搭接端头各50mm,搭接长度大于1m,U型钢14沿留巷巷道1走向间隔500mm布置,埋入底板不小于300mm,相邻的U型钢14采用连接杆17连接。U型钢14内侧布置第一层金属网15,金属网15高度与巷道高度相同,并与顶板上布置的钢筋网捆扎在一起,钢筋网与第一层金属网15之间重叠100mm,并用铁丝捆扎。在第一层金属网15内侧,与第一层金属网15相隔一定距离布置第二道金属网15,第二道金属网15高度要求超出巷高1m,多余的高度向采空区上部沿着第二切缝8延伸,最终被垮落的矸石挤压固定在矸石和留巷巷道1顶部的煤体之间,挡矸装置跟随工作面的回采向前推进。在两层金属网15之间铺设风筒布形成挡矸墙,并采用高分子材料对挡矸墙进行喷浆。采用双层金属网15挡矸及高分子材料能够较好的起到挡矸防冲作用,同时更高效地隔绝留巷巷道1及采空区气体流通,起到较好的防漏风防发火作用。
本实施例提供的特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法具有如下有益效果:
(1)相关技术中,受限于特厚煤层厚度,在沿底掘进的留巷巷道1中施工的切缝受限于切缝程度,无法完全切断应力传递,在综采放顶煤开采的过程中会选择沿顶掘进放顶煤开采,但这一过程将损失大量煤炭资源。传统沿顶板掘进巷道进行综放式开采,工作面端头三角区30m范围支架倾斜布设将留存大量的底煤,按照20m特厚煤层,采高3m,工作面长度1000m计算,每个工作面将损失35万吨煤炭资源。本实施例提供的特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法,留巷巷道1沿煤层底板布设,能够增加工作面端头三角区范围内煤炭资源回收率,解决了特厚煤层沿顶板掘进巷道端头三角区煤炭资源无法回收的难题,节约了大量的煤炭资源,提高了采出率。
(2)现有切顶深度不能满足特厚煤层卸压效果,同时封泥长度大不能充分增加顶煤放出率。现有在留巷巷道1顶板切顶无法从空间层位上有效增加切顶高度,不能够有效阻断特厚煤层采空区上覆岩层对留巷巷道1顶板的压力传递。同时由于封泥长度收到限制,无法提高顶煤放出率。本实施例提供的特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法,通过卸压工艺巷2,实现第一切缝7和第二切缝8联用,能够有效增加切顶深度,切段上覆关键岩层,释放采空区顶板压力,通过对留巷巷道1顺槽顶板切顶能够松动破坏工作面顶部煤层,提高顶煤放出率,使其更加适用于综采放顶煤工艺。
(3)相关技术中,特厚煤层托顶煤留巷补强支护不能起到二次补偿支护作用,具体而言,采高的增加、顶煤的放出作用以及顶板的特殊性,留巷顶板受到工作面推进、顶煤放出以及留巷复用期间的多次扰动,更容易产生各种裂隙,导致顶板强度降低,影响巷道稳定。常规的补强支护虽然能实现让压变形,但是不能提高裂隙岩体的自身强度。本实施例提供的特厚煤层放顶煤开采的自成巷方法中,通过恒阻大变形锚索9与注浆锚索10相结合,对留巷巷道1的顶板煤体进行二次补强加固,提高煤体强度,保证留巷巷道1顶板稳定性,从而能够实现对留巷巷道1顶板进行强度二次补偿。
本申请中各未述及结构的对应的布置位置和连接关系,各未述及步骤的相互时序和控制参数均可参考现有技术中的同类装置和方法,各未述及结构的连接关系、操作及工作原理对于本领域的普通技术人员来说是可知的,在此不再详细描述。
本说明书中部分实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
- 适用于厚煤层综采放顶煤的无煤柱自成巷开采方法
- 适用于厚煤层综采放顶煤的无煤柱自成巷开采方法