一种煤矿下分层开采沿空留巷方法技术

本发明专利技术属于煤矿开采技术领域，且公开了一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，包括下分开采工作面，所述工作面的一侧布置有巷道，在工作面开采过程中保留下来作为下一个工作面的回采巷道，所述巷道选用钢棚支架支护，所述钢棚支架的顶部铺设有金属网护顶，所述巷道的一侧为下一工作面的煤壁。本发明专利技术通过对巷道加强支护、煤壁侧施工锚索、木托梁护顶、混凝土墙巷旁支护、沿空留巷后瓦斯抽放等措施实现下分层沿空留巷，可使下分层工作面开采时少掘一条巷道，实现“Y”型通风，从而缓解矿井采掘接替紧张的问题；改善下分层工作面的通风环境，解决隅角瓦斯超限的问题；还可以提高煤炭资源回收率，创造更好的安全、经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿下分层开采沿空留巷方法
本专利技术属于煤矿开采
，具体是一种煤矿下分层开采沿空留巷方法。
技术介绍
目前，我国煤矿开采一般有一次采全高、综采放顶煤和分层开采三种工艺，在一次采全高、综采放顶煤及上分层开采的工作面，沿空留巷技术逐渐成熟，得到广泛应用；而由于下分层开采时，巷道上方为上分层开采采空区，顶板完整性差，造成巷道支护困难，端头支护及巷旁支护墙留设空间维护困难，巷旁支护墙承受压力大；留巷后巷道上方及一侧为采空区，容易造成沿空巷道内瓦斯集聚，瓦斯超限，导致沿空留巷难度大。有鉴于此，提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术提供了一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，能够有效解决下分层沿空留巷过程中存在的问题，从而实现下分层沿空留巷，具有改善下分层开采的通风环境，解决矿井采掘接替紧张的问题，提高下分层回采工作面的煤炭资源回收率等优点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，包括下分层回采工作面，所述下分层回采工作面的一侧开设有留巷巷道，所述留巷巷道采用钢棚支架支护，所述钢棚支架与留巷巷道顶板之间铺设金属网护顶；所述下分层回采工作面布置有工作面切眼；在所述工作面回采之前，在所述工作面切眼的后方、与留巷巷道交叉处老塘侧开设有护巷支架安装硐室，并在安装硐室内安装护巷支架；在所述工作面切眼内设置有工作面液压支架；在下一个所述下分层煤层安装有补打的加强锚索；所述留巷巷道内、工作面切眼前方采用单体柱支撑钢棚顶梁进行超前支护；所述留巷巷道与工作面切眼交叉的位置从左往右依次安装有端头支护第三排、端头支护第二排与端头支护第一排；所述下分层回采工作面开始回采，工作面液压支架前移后，护巷支架紧跟工作面液压支架移动，同时撤除相应的端头支护第一排，在液压支架后方，护巷支架与留巷巷道之间形成巷旁支护墙留设空间，巷旁支护墙留设空间的两侧由单体柱维护，所述单体柱的顶部安装有木托梁护顶；当工作面推进一定进尺，所述巷旁支护墙留设空间范围满足需求时，挂设充填模袋、浇筑混凝土、形成巷旁支护墙支护；煤矿下分层开采沿空留巷方法包括以下步骤：第一步，顶板岩层探测分析，研究顶板岩层结构；第二步，计算、分析留巷巷道压力；第三步，根据留巷巷道压力对巷道进行加强支护及确定巷旁支护墙的强度；第四步，确定巷旁支护墙留设空间的支护方式并进行支护；第五步，在留设空间内挂设充填模袋并泵送混凝土浇筑巷旁支护墙；第六步，进行瓦斯抽放工作，保证沿空巷道瓦斯浓度不超限。顶板岩层结构分析，由于下分层工作面上部为已开采的上分层工作面，根据以往的工程经验，下分层工作面顶板从下到上分为以下几层：留设的顶煤、人工铺设的假顶、不规则冒落带、规则冒落带、裂隙带及弯曲下沉带，为了确定下分层顶板的结构，需要对顶板结构进行探测分析。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述上分层工作面的顶板岩层探测采用的方法是地面钻孔及井下钻孔进行钻孔窥视，基于下分层工作面的地质与开采条件，巷道顶板为上分层开采时冒落矸石胶结而成，巷道上方的岩层垂直下压于巷道，巷旁支护墙需承担巷道上方不规则冒落带和规则冒落带岩层的重量，需要对巷旁支护墙顶板岩层结构及压力进行分析，保证巷旁支护墙支撑能力与上覆顶板压力匹配。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述留巷巷道的加强支护包括但不限于：1)顶板加强支护，下分层巷道顶板已破碎，沿空留巷巷道要经过两次采动影响，为了防止顶板漏矸，需采用金属网及木托梁护顶；2)煤帮加强支护，由于下分层留巷巷道一般采用钢棚支护，对煤帮的支护能力不足，在工作面开采前，要在下区段煤壁上补打加强锚索，加固巷帮；3)超前支护，在工作面前方一定范围内(一般为20-30m)，布置工作面超前支护，超前支护方式为单体柱支钢棚顶梁；工作面推进前，将工作面前方一定范围内的巷道钢棚支架靠近工作面侧的棚腿拆除；4)端头支护，工作面不设端头支架，端头采用单体柱+π型梁，一梁三柱支撑,π型梁与钢棚顶梁交叉布置；当钢棚进入端头内，就要及时进行端头支护；端头支护完成后，即可撤除超前支护单体柱；5)滞后支护，端头支护延续至工作面后方，作为工作面滞后支护及留巷段的补强支护，滞后支护距离一般为200m-300m，该范围以外可根据矿压观测情况进行调整或撤除滞后支护；工作面回采，液压支架前移后，护巷支架前移，防止采空区矸石冲入，撤除对应的第一排端头支护，并及时在留设空间两侧布置单体柱，单体柱上方有木托梁，木托梁位于两架钢棚顶梁之间；单体柱、木托梁与护巷支架共同支撑围护巷旁支护墙留设空间上部的顶板，防止巷旁支护墙留设空间顶板漏矸。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述巷旁支护墙与顶板之间为钢棚支架的顶梁且钢棚与顶梁之前安装有木托梁，顶板岩层的重量下压作用在钢棚顶梁，此时钢棚顶梁形成应力集中，下压可能导致巷旁支护墙顶部造成压缩破坏，需要在钢棚顶梁之间增设木托梁，增加巷旁支护墙顶部受力面积，减少巷旁支护墙顶部的压力；关于巷旁支护墙的施工，在留巷巷道内布置注浆泵站，注浆泵站包括料场、上料皮带、搅拌机及注浆泵；将注浆管从泵站位置连接至巷旁支护墙浇筑点；充填模袋挂设完毕后，将注浆管与模袋上预留的注浆口连接，并封紧袋口，即可开始泵送混凝土浇筑巷旁支护墙。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述留设空间与巷旁支护墙之间的支护方式包括但不限于：头支护，并及时在留设空间两侧布置单体柱，单体柱上方有木托梁，木托梁位于工作面回采，液压支架前移后，护巷支架前移，防止采空区矸石冲入，撤除对应的第一排端两架钢棚顶梁之间；单体柱、木托梁与护巷支架共同支撑围护巷旁支护墙留设空间上部的顶板，防止巷旁支护墙留设空间顶板漏矸。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述采空区中的瓦斯处理手段包括但不限于布置地面瓦斯抽采井抽放瓦斯、巷道顶板钻孔抽放瓦斯、巷旁支护墙布置瓦斯抽放孔抽放瓦斯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术通过分析顶板岩层结构、分析上分层开采采空区范围；加强巷内支护、分析巷旁支护墙支护参数；木托梁、护巷支架控制破碎顶板；锚索控制片帮、瓦斯抽放控制瓦斯浓度等措施实现了下分层沿空留巷的目的，改善了下分层开采工作面的通风环境，解决了上隅角瓦斯超限的问题，提高了煤炭资源回收率，创造了良好的安全、经济效益。附图说明图1为本专利技术工作面安装平面示意图；图2为沿空留巷过程中平面示意图；图3为本专利技术图一的AA剖面图，即工作面超前支护示意图；图4为本专利技术图一的BB剖面图，即工作面端头支护示意图；图5为本专利技术图一的CC第一剖面图，即巷旁支护墙留设空间支护示意图；图6为本专利技术图一的CC第二剖面图，即巷旁支护墙留设空间支护示意图；图7为本专利技术图一的DD第一剖面图，即工作面滞后支护及留巷后示意图；图8为本专利技术图一的DD第二剖面图，即工作面滞后支护及留巷后示意图；图9为本专利技术瓦斯治理措施示意图。图中：1、下分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，包括下分层回采工作面，其特征在于：所述下分层回采工作面的一侧开设有留巷巷道，所述留巷巷道采用钢棚支架支护，所述钢棚支架与留巷巷道顶板之间铺设金属网护顶；所述下分层回采工作面布置有工作面切眼；/n在所述工作面回采之前，在所述工作面切眼的后方、与留巷巷道交叉处老塘侧开设有护巷支架安装硐室，并在安装硐室内安装护巷支架；在所述工作面切眼内设置有工作面液压支架；在下一个所述下分层煤层安装有补打的加强锚索；所述留巷巷道内、工作面切眼前方采用单体柱支撑钢棚顶梁进行超前支护；所述留巷巷道与工作面切眼交叉的位置从左往右依次安装有端头支护第三排、端头支护第二排与端头支护第一排；/n所述下分层回采工作面开始回采，工作面液压支架前移后，护巷支架紧跟工作面液压支架移动，同时撤除相应的端头支护第一排，在液压支架后方，护巷支架与留巷巷道之间形成巷旁支护墙留设空间，巷旁支护墙留设空间的两侧由单体柱维护，所述单体柱的顶部安装有木托梁护顶；当工作面推进一定进尺，所述巷旁支护墙留设空间范围满足需求时，挂设充填模袋、浇筑混凝土、形成巷旁支护墙支护；/n煤矿下分层开采沿空留巷方法包括以下步骤：/n第一步，顶板岩层探测分析，研究顶板岩层结构；/n第二步，计算、分析留巷巷道压力；/n第三步，根据留巷巷道压力对巷道进行加强支护及确定巷旁支护墙的强度；/n第四步，确定巷旁支护墙留设空间的支护方式并进行支护；/n第五步，在留设空间内挂设充填模袋并泵送混凝土浇筑巷旁支护墙；/n第六步，进行瓦斯抽放工作，保证沿空巷道瓦斯浓度不超限。/n...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，包括下分层回采工作面，其特征在于：所述下分层回采工作面的一侧开设有留巷巷道，所述留巷巷道采用钢棚支架支护，所述钢棚支架与留巷巷道顶板之间铺设金属网护顶；所述下分层回采工作面布置有工作面切眼；
在所述工作面回采之前，在所述工作面切眼的后方、与留巷巷道交叉处老塘侧开设有护巷支架安装硐室，并在安装硐室内安装护巷支架；在所述工作面切眼内设置有工作面液压支架；在下一个所述下分层煤层安装有补打的加强锚索；所述留巷巷道内、工作面切眼前方采用单体柱支撑钢棚顶梁进行超前支护；所述留巷巷道与工作面切眼交叉的位置从左往右依次安装有端头支护第三排、端头支护第二排与端头支护第一排；
所述下分层回采工作面开始回采，工作面液压支架前移后，护巷支架紧跟工作面液压支架移动，同时撤除相应的端头支护第一排，在液压支架后方，护巷支架与留巷巷道之间形成巷旁支护墙留设空间，巷旁支护墙留设空间的两侧由单体柱维护，所述单体柱的顶部安装有木托梁护顶；当工作面推进一定进尺，所述巷旁支护墙留设空间范围满足需求时，挂设充填模袋、浇筑混凝土、形成巷旁支护墙支护；
煤矿下分层开采沿空留巷方法包括以下步骤：
第一步，顶板岩层探测分析，研究顶板岩层结构；
第二步，计算、分析留巷巷道压力；
第三步，根据留巷巷道压力对巷道进行加强支护及确定巷旁支护墙的强度；
第四步，确定巷旁支护墙留设空间的支护方式并进行支护；
第五步，在留设空间内挂设充填模袋并泵送混凝土浇筑巷旁支护墙；
第六步，进行瓦斯抽放工作，保证沿空巷道瓦斯浓度不超限。


2.根据权利要求1所述的一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，其特征在于：所述下分层回采工作面的顶板岩层探测采用的方法是地面钻孔及井下钻孔进行钻孔窥视，结合岩石力学参数测试，分析顶板岩层结构。


3.根据权利要求1所述的一种煤矿下分层开采沿空留巷方法，其特征在于：所述巷道的加强支护包括但不限于：
1)顶板加...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾波，王军杰，都沁军，李建兵，陈朝飞，张利军，许鹏，
申请(专利权)人：沁和能源集团有限公司候村煤矿，中矿科创北京煤炭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14