一种矿用瓦斯尾巷留巷方法技术

针对现有高瓦斯矿井工作面巷道掘进方法的不足，本发明专利技术提供一种施工速度快，施工难度小，劳动强度低，施工效果好的满足高瓦斯矿井回风要求的一种矿用瓦斯尾巷留巷方法。该方法的基本原理如下：在巷道掘进过程中同时分段浇筑隔离墙，并在每段隔离墙之间留设通风联络口，隔离墙和通风联络口将巷道分为新回风巷和新瓦斯尾巷两部分，在工作面回采过程中，新回风巷和新瓦斯尾巷分别发挥现有技术中普通回风巷和普通瓦斯尾巷的作用。本工作面回采结束后，将新瓦斯尾巷宽度进行扩刷并进行支护，增加其宽度，该新瓦斯巷又可以作为下一工作面的运输巷使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于巷道掘进领域，具体是一种一种矿用瓦斯尾巷留巷方法。
技术介绍
在煤炭资源的开采过程中，瓦斯是矿井面临的主要威胁，尤其在高瓦斯矿井中，即使增加通风量并达到最大风速上限后，工作面回风巷道中的瓦斯浓度依旧超标不符合要求。在此情况下，通过改变工作面巷道布置增加一条瓦斯回风专用巷道即瓦斯尾巷，进而改变通风形式，使回风巷瓦斯浓度降低至允许范围，是较为普遍的做法。常用的瓦斯尾巷布置形式有：在工作面回风巷远离本工作面一侧，留一定宽度的煤柱，再单独掘进一条瓦斯尾巷用于回风；在工作面的顶板中，掘进一条高位瓦斯尾巷用于回风；在工作面回风巷一侧掘进一条与相邻采区回风巷连通的瓦斯尾巷等。虽然瓦斯尾巷的布置形式各有不同，但是存在如下共有的缺点：1 为了瓦斯尾巷的稳定性，需要在回风巷和瓦斯尾巷之间留设煤柱，煤柱宽度少则几米，多则几十米，煤柱所占用的煤炭资源一直到矿井报废都无法进行开采，将永久留在地下，造成了煤炭资源的浪费；2 在工作面准备时，需要单独进行瓦斯尾巷的掘进施工，增大了巷道掘进工作量，延长了工作面准备时间，增加了人工成本、支护成本，并且导致工作面接替紧张，时间与经济成本都极大增加；3 瓦斯尾巷通常仅为本工作面服务，本工作面开采结束以后，瓦斯尾巷随之报废，无法重复利用。现有技术中也有对瓦斯尾巷进行利用的技术方案，但是保留下来的瓦斯尾巷往往会产生很大的变形，维修成本很高。
技术实现思路
针对现有高瓦斯矿井工作面巷道掘进方法的不足，本专利技术提供一种施工速度快，施工难度小，劳动强度低，施工效果好的满足高瓦斯矿井回风要求的一种矿用瓦斯尾巷留巷方法。该方法的基本原理如下：在巷道掘进过程中同时分段浇筑隔离墙，并在每段隔离墙之间留设通风联络口，隔离墙和通风联络口将巷道分为新回风巷和新瓦斯尾巷两部分，在工作面回采过程中，新回风巷和新瓦斯尾巷分别发挥现有技术中普通回风巷和普通瓦斯尾巷的作用。本工作面回采结束后，将新瓦斯尾巷宽度进行扩刷并进行支护，增加其宽度，该新瓦斯巷又可以作为下一工作面的运输巷使用。具体步骤如下：第一步，新回风巷与新瓦斯尾巷共用大断面巷道掘进，大断面巷道宽度为新回风巷道宽度、新瓦斯尾巷宽度与隔离墙宽度之和，在掘进过程中及时进行顶板支护，保证安全。第二步，在大断面巷道中间浇筑多段隔离墙，并在每段隔离墙之间留设通风联络口，浇筑隔离墙施工完成后封堵通风联络口，每段隔离墙的长度为6-8米，厚度为0.8-1.2米，每个通风联络口的宽度为1-1.5米。第三步，工作面回采，在工作面回采过程中，随着工作面不断往回推进，将位于工作面后方即采空区内的通风联络口依次打开，使经过采空区后携带大量瓦斯的空气通过通风联络口进入到新瓦斯尾巷，然后通过新瓦斯巷排走。第四步，再次封堵通风联络口，在工作面完全回采结束后，清理位于通风联络口及其附近的碎矸石，采用砖和水泥砂浆砌筑的方式将通风联络口永久封堵，并在砌筑的砖墙表面填缝、抹灰，以防止空气渗漏。第五步，新瓦斯尾巷扩刷，在本工作面回采结束后，需要将新瓦斯尾巷的靠近下一工作面一侧煤体巷帮进行扩刷，扩刷后的新瓦斯尾巷宽度应满足下一工作面运输巷使用要求，在进行扩刷新瓦斯尾巷的同时，对新扩刷部分巷道的顶板进行及时支护。经扩刷后的新瓦斯尾巷可以作为下一工作面的运输巷使用，下一工作面的新瓦斯尾巷和新通风巷均按上述步骤重复进行，即可完成下一工作面开采。作为改进，上述步骤的第二步具体如下： 1）确定每段隔离墙四角所在位置，在每个角所在位置设置一个液压千斤顶，并在液压千斤顶上放置连接管，在连接管对接槽内连接支撑杆，根据巷道高度，确定连接管和支撑杆的数量，最顶部连接管顶端距巷道顶部距离小于液压千斤顶行程；在通风联络口的正上方放置托板，托板长度大于通风联络口宽度，托板宽度大于隔离墙厚度，操作液压千斤顶，使液压千斤顶顶升，最上部连接管将托板顶紧在巷道顶板上。通过支撑柱将托板顶紧在巷道顶板上可以产生下列有益效果：                                                托板可以对巷道顶板起到支撑作用，防止在该范围内发生冒顶现象；通过托板将支撑柱的顶紧力传递给顶板，扩大了支撑柱和顶板的接触面积，可以增加支撑柱的支撑力，能够将支撑柱牢固的固定于巷道顶板和巷道底板之间。2）固定模板长边下段，模板长边下段长度为沿巷道长度方向两个支撑柱外缘之间的距离，高度为巷道高度的1/2，在模板长边下段与连接管贯穿孔相对应位置钻孔，用紧固螺栓穿过钻孔和连接管贯穿孔，将模板长边下段固定在支撑柱上。3）固定模板短边下段，模板短边下段长度大于沿巷道宽度方向两支撑柱外缘距离，高度为巷道高度的1/2，在模板短边下段与连接管内螺纹口对应位置钻孔，用紧固螺栓穿过钻孔将模板短边下段固定在支撑杆上。4）固定L形止浆板，模板长边下段、模板短边下段固定完成后，人员进入模板所形成的内部空间，清理模板下边缘即模板与巷道底板所接触位置的碎石、碎煤，然后将L形止浆板分别靠在模板长边下段和模板短边下段内侧与巷道底板相交处。L形止浆板能够增加模板底侧与巷道底板之间的密封性，在混凝土浇筑后可以防止混凝土浆从该处溢出。上述步骤完成后，隔离墙下半部分所需模板搭建完成。5）浇筑底部混凝土，将混凝土高度浇至与已安装模板顶沿相平齐的高度。6）固定模板长边上段，模板长边上段长度为沿巷道长度方向两个支撑柱外缘之间的距离，高度为巷道高度的1/2，在模板长边上段与连接管贯穿孔相对应位置钻孔，用紧固螺栓穿过钻孔和连接管贯穿孔，将模板长边上段固定在支撑杆上，在模板长边上段的下半部分还设有圆形注浆孔，通过该注浆孔可以将混凝土注入模板内，在模板长边上段的最顶部还设有半圆形溢浆孔，待溢浆孔有混凝土外溢时，说明模板内部混凝土已经充满，可以停止浇筑混凝土。7）固定模板短边上段，模板短边上段长度大于沿巷道宽度方向两支撑柱外缘距离，高度为巷道高度的1/2，在模板短边上段与连接管内螺纹口对应位置钻孔，用紧固螺栓穿过钻孔将模板短边上段固定在支撑杆上。8）浇筑顶部混凝土，通过模板长边上段注浆孔往模板内浇筑混凝土，待模板长边上段溢浆孔有混凝土溢出时，说明模板内混凝土已经充满，停止浇筑混凝土。9）混凝土养护，采用自然法养护混凝土。10）拆除模板，首先拆除模板短边上段和模板短边下段，然后拆除模板长边上段和模板长边下段，然后操作液压千斤顶，使液压千斤顶回落，依次拆除支撑杆和连接管。11）封堵通风联络口，用钢板将通风联络口封堵。作为改进，第二步中所述液压千斤顶的起重量为300t以上，行程为200mm以上，活塞直径为150mm~200mm。作为改进，第二步中所述模板长边上段、模板长边下段、模板短边上段、模板短边下段材质均为钢板，钢板钢材型号为Q235以上，板厚15mm以上。作为改进，在第五步中，新瓦斯尾巷扩刷并对新扩刷部分顶板进行支护后，若原新瓦斯巷（即未扩刷部分）的顶板强度不够，还应进行二次加强支护。本专利技术的有益效果是：1、新瓦斯尾巷无需再单独留设煤柱，相邻工作面之间也无需留设护巷煤柱，实现无煤柱开采，提高了煤炭资源的采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用瓦斯尾巷留巷方法，其特征在于：第一步，新回风巷（5）与新瓦斯尾巷（2）共用大断面巷道掘进，大断面巷道宽度为新回风巷（5）道宽度、新瓦斯尾巷（2）宽度与隔离墙（3）宽度之和，在掘进过程中及时进行顶板支护；第二步，在大断面巷道中间浇筑多段隔离墙（3），并在每段隔离墙（3）之间留设通风联络口（1），浇筑隔离墙（3）施工完成后封堵通风联络口（1），每段隔离墙（3）的长度为6‑8米，厚度为0.8‑1.2米，每个通风联络口（1）的宽度为1‑1.5米；第三步，工作面回采，在工作面回采过程中，随着工作面不断往回推进，将位于工作面后方即采空区内的通风联络口（1）依次打开；第四步，再次封堵通风联络口（1），在工作面完全回采结束后，清理位于通风联络口（1）及其附近的碎矸石，采用砖和水泥砂浆砌筑的方式将通风联络口（1）永久封堵，并在砌筑的砖墙表面填缝、抹灰；第五步，新瓦斯尾巷（2）扩刷，在本工作面回采结束后，需要将新瓦斯尾巷（2）的靠近下一工作面一侧煤体巷帮进行扩刷，扩刷后的新瓦斯尾巷（2）宽度应满足下一工作面运输巷（8‑1）使用要求，在进行扩刷新瓦斯尾巷的同时，对新扩刷部分巷道的顶板进行及时支护。

【技术特征摘要】
1.一种矿用瓦斯尾巷留巷方法，其特征在于：
第一步，新回风巷（5）与新瓦斯尾巷（2）共用大断面巷道掘进，大断面巷道宽度为新回风巷（5）道宽度、新瓦斯尾巷（2）宽度与隔离墙（3）宽度之和，在掘进过程中及时进行顶板支护；
第二步，在大断面巷道中间浇筑多段隔离墙（3），并在每段隔离墙（3）之间留设通风联络口（1），浇筑隔离墙（3）施工完成后封堵通风联络口（1），每段隔离墙（3）的长度为6-8米，厚度为0.8-1.2米，每个通风联络口（1）的宽度为1-1.5米；
第三步，工作面回采，在工作面回采过程中，随着工作面不断往回推进，将位于工作面后方即采空区内的通风联络口（1）依次打开；
第四步，再次封堵通风联络口（1），在工作面完全回采结束后，清理位于通风联络口（1）及其附近的碎矸石，采用砖和水泥砂浆砌筑的方式将通风联络口（1）永久封堵，并在砌筑的砖墙表面填缝、抹灰；
第五步，新瓦斯尾巷（2）扩刷，在本工作面回采结束后，需要将新瓦斯尾巷（2）的靠近下一工作面一侧煤体巷帮进行扩刷，扩刷后的新瓦斯尾巷（2）宽度应满足下一工作面运输巷（8-1）使用要求，在进行扩刷新瓦斯尾巷的同时，对新扩刷部分巷道的顶板进行及时支护。
2.如权利要求1所述的一种矿用瓦斯尾巷留巷方法，其特征在于：所述第二步具体步骤如下： 1）确定每段隔离墙（3）四角所在位置，在每个角所在位置设置一个液压千斤顶（14），并在液压千斤顶（14）上放置连接管（11-2），在连接管对接槽（11-2-1）内连接支撑杆（11-1），根据巷道高度，确定连接管（11-2）和支撑杆（11-1）的数量，最顶部连接管（11-2）顶端距巷道顶部距离小于液压千斤顶（14）行程；在通风联络口（1）的正上方放置托板（13），托板（13）长度大于通风联络口（1）宽度，托板（13）宽度大于隔离墙（3）厚度，操作液压千斤顶（14），使液压千斤顶（14）顶升，最上部连接管（11-2）将托板（13）顶紧在巷道顶板上；2）固定模板长边下段（12-1），模板长边下段（12-1）长度为沿巷道长度方向两个支撑柱（11）外缘之间的距离，高度为巷道高度的1/2，在模板长边下段（12-1）与连接管贯穿孔（11-2-3）相对应位置钻孔，用紧固螺栓（16）穿过钻孔和连接管贯穿孔（11-2-3），将模板长边下段（12-1）固定在支撑柱（11）上；3）固定模板短边下段（12-3），模板短边下段（12-3）长度大于沿巷道宽度方向两支撑柱（11）外缘距离，高度为巷道高度的1/2，在模板短边下段...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开智，王树立，姬松涛，潘瑞凯，刘志和，吴业聃，刘保成，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37