一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法技术

本发明专利技术属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法。采用单独打眼的方法削弱顶板强度，使顶板整齐的沿采空区垮落，达到保留巷道的目的，施工简单，成本低。随着工作面煤炭的开采，工作面顶板与运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔切割和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔切割形成的裂缝垮落下来，而巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，这样这条运输巷道就保留下来，可以作为下一个工作面的回风巷道。

A simple method for gob side entry retaining in three soft coal seam thick direct roof working face

The invention belongs to the technical field of coal mining, and specifically relates to a simple method for gob side entry retaining with three soft coal seam thick direct roof working face drilling and roof breaking. The method of single drilling is used to weaken the strength of the roof and make the roof collapse along the goaf, so as to achieve the purpose of retaining the roadway, and the construction is simple and the cost is low. With the coal mining of the working face, the direct top strata of the top plate of the working face and the roof of the transportation roadway are cut off under the action of the drilling and cutting and the pressure of the mine. The rock layers of the roof of the working face fall down along the holes cut by the drilling holes, and the roadway roof is not broken down by the anchor net support, so the roadway is retained. It can be used as the return roadway in the next working face.

【技术实现步骤摘要】
一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法
本专利技术属于煤矿开采
，具体涉及一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法。
技术介绍
目前煤矿开采中采煤方法以长壁工作面采煤方法为主，工作面两侧至少各开挖一条巷道，运输巷道和回风巷道，随着工作面煤炭的开采，后面成为采空区，采空区顶板的岩层垮落，采空区两侧的巷道随之报废。这个工作面的煤炭开采完后，开采另一个工作面，开采程序和上面类似，工作面两侧首先各掘一条巷道。当条件合适的条件下也可以采用另外一种巷道布置方法，也就是沿空留巷，也就是当一个采煤工作面回采时采用特殊方法把一条运输巷道保留下来，作为另一个采煤工作面的回风巷道，这样下一个采煤工作面巷道布置时只需要开挖一条运输巷就可以了，这种方法减少了采煤工作面巷道掘进工作量，工作面之间的煤炭能全部开采出来，提高了煤炭资源回收率。根据调研资料分析目前采用的沿空留巷方法总体有两大类，一类是爆破切顶，巷道锚网索支护，也就是留巷靠近工作面的煤壁侧顶板打眼爆破，保障采空区顶板岩层垮落，采用锚网索对巷道进行支护保证巷道顶板不垮落；另一类是随着工作面煤炭的开采，对巷道采空区一侧进行填充形成一道人工砌筑的墙，保证巷道顶板不垮落。以上方法施工成本较高，采用炸药爆破，具有一定风险。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术的目的是提供一种在煤层直接顶较厚强度小的条件下，采用单独钻孔断顶的简易沿空留巷方法，能大大降低沿空留巷的成本，并能保证巷道安全。本专利技术的方法适合煤层厚度小于6m，巷道高度3.4m，煤层顶部的直接顶厚度大于煤层厚度，并且直接顶岩层的单轴抗压强度小于30MPa的条件。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法，包括以下步骤：（1）在采煤工作面两侧各开挖一条巷道，两侧的巷道分别为运输巷道和回风巷道，运输巷道和回风巷道均采用锚网索支护；（2）运输巷道靠近采煤工作面煤壁侧超前20m向顶板垂直打钻孔，钻孔直径42mm，钻孔深度大于6m，钻孔间距小于400mm；运输巷道靠近采空区一侧采用采用支柱进行支护，柱距0.6m；（3）采煤工作面的煤炭开采过程中，顶板垮落，工作面顶板与运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔处形成的裂缝垮落下来，而运输巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，保留下来成为另一个工作面的回风巷道。所述步骤（1）中的运输巷道和回风巷道均采用锚网索支护，锚索长度8m（锚索长度大于直接顶的厚度），锚索间距1.8m，锚索排距0.8m，锚杆长度2.2m，锚杆间距0.6m，锚杆排距0.8m。所述支柱由两段36U型钢搭接而成，两段U型钢由3个卡兰卡紧，减振柱帽中橡胶板的作用是减缓顶板突然下沉产生的动力对支柱的冲击。支柱的上方设置有减振柱帽，支柱的下方设置有钢板底座；减振柱帽是长×宽为200mm×200mm，厚10mm的钢板和长×宽为200mm×200mm，厚10mm的橡胶板由强力胶粘接而成，当顶板压力大时可发生一定滑移，释放顶板压力。所述支柱上设置有三个挂钩，挂钩是由长200mm，宽50mm厚5mm的薄钢板经弯曲后焊接在支柱上，用来悬挂井下的电缆。随着工作面煤炭的开采，工作面顶板与运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔切割和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔切割形成的裂缝垮落下来，而巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，这样这条运输巷道就保留下来，可以作为下一个工作面的回风巷道。为了防止冒落的石块进入巷道，支柱上绑扎上金属网。目前采用的沿空留巷大都是采用钻孔后向孔内放炸药，在炸药爆破作用下使顶板垮落下来，达到留巷的目的。本专利技术的优点是采用单独打眼的方法削弱顶板强度，使顶板整齐的沿采空区垮落，达到保留巷道的目的，施工简单，成本低。这种方法只有在顶板岩层强度、厚度都满足适应条件时才可以应用。附图说明图1为沿空留巷工作面布置示平面意图；图2为图1中A部分的局部放大图；图3为采煤工作面回采前钻孔断顶剖面示意图，即Ⅰ—Ⅰ剖面图；图4为采煤工作面回采后钻孔断顶留巷剖面示意图，即Ⅱ—Ⅱ剖面图；图5为支柱结构示意图。图中，1—回风巷道；2—运输巷道；3—采煤工作面；4—钻孔；5—采空区；6—煤层；7—支柱；8—防震柱帽；9—钢板底座；10—卡兰；11—挂钩；12—U型钢；13—锚索；14—锚杆；15—直接顶；16—底板，17—老顶；18—留巷后成为下一个工作面的回风巷道（原运输巷道2）。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例1如图1－5所示，一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法，包括以下步骤：（1）在采煤工作面两侧各开挖一条巷道，两侧的巷道分别为运输巷道2和回风巷道1，运输巷道2和回风巷道1均采用锚网索支护，锚索13长度8m，锚索间距1.8m，锚索排距0.8m，锚杆14长度2.2m，锚杆间距0.6m，锚杆排距0.8m；（2）运输巷道2靠近采煤工作面煤壁侧超前20m向顶板垂直打钻孔4，钻孔直径42mm，钻孔深度大于6m，钻孔间距小于400mm；运输巷道2靠近采空区5一侧采用采用支柱7进行支护，柱距0.6m；（3）采煤工作面的煤炭开采过程中，顶板垮落，采煤工作面顶板与运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔切割和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔切割形成的裂缝垮落下来，而运输巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，保留下来成为另一个工作面的回风巷道18。所述支柱由两段36U型钢12搭接而成，两段U型钢12由3个卡兰10卡紧，减振柱帽8中橡胶板的作用是减缓顶板突然下沉产生的动力对支柱7的冲击。支柱的上方设置有减振柱帽8，支柱的下方设置有钢板底座9；减振柱帽8是长×宽为200mm×200mm，厚10mm的钢板和长×宽为200mm×200mm，厚10mm的橡胶板由强力胶粘接而成，当顶板压力大时可发生一定滑移，释放顶板压力。所述支柱上设置有三个挂钩11，挂钩11是由长200mm，宽50mm厚5mm的薄钢板经弯曲后焊接在支柱上，用来悬挂井下的电缆。随着工作面煤炭的开采，工作面顶板与运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔切割和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔切割形成的裂缝垮落下来，而巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，这样这条运输巷道就保留下来，可以作为下一个工作面的回风巷道。为了防止冒落的石块进入巷道，支柱上绑扎上金属网。该方法适合煤层厚度小于6m，煤层顶部的直接顶厚度大于煤层厚度，并且直接顶岩层的单轴抗压强度小于30MPa的条件。尽管已用具体实施例来说明和描述了本专利技术，然而应意识到，在不背离本专利技术的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改，比如本专利技术中也可以选择保留原工作面的回风巷道作为另一工作面的运输巷道。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在采煤工作面两侧各开挖一条巷道，两侧的巷道分别为运输巷道和回风巷道，运输巷道和回风巷道均采用锚网索支护；（2）回风巷道或运输巷道靠近采煤工作面煤壁侧超前20m向顶板垂直打钻孔，钻孔直径42mm，钻孔深度大于6m，钻孔间距小于400mm；回风巷道或运输巷道靠近采空区一侧采用采用支柱进行支护，柱距0.6m；（3）采煤工作面的煤炭开采过程中，顶板垮落，工作面顶板与回风巷道或运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔处形成的裂缝垮落下来，而回风巷道或运输巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，保留下来成为另一个工作面的运输巷道或回风巷道。

【技术特征摘要】
1.一种三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简易沿空留巷方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在采煤工作面两侧各开挖一条巷道，两侧的巷道分别为运输巷道和回风巷道，运输巷道和回风巷道均采用锚网索支护；（2）回风巷道或运输巷道靠近采煤工作面煤壁侧超前20m向顶板垂直打钻孔，钻孔直径42mm，钻孔深度大于6m，钻孔间距小于400mm；回风巷道或运输巷道靠近采空区一侧采用采用支柱进行支护，柱距0.6m；（3）采煤工作面的煤炭开采过程中，顶板垮落，工作面顶板与回风巷道或运输巷道顶板的直接顶岩层在钻孔和矿山压力作用下被切断，工作面顶板的岩层沿着钻孔处形成的裂缝垮落下来，而回风巷道或运输巷道顶板由于锚网索支护没有垮落，保留下来成为另一个工作面的运输巷道或回风巷道。2.如权利要求1所述三软煤层厚直接顶工作面钻孔断顶简...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐学锋，蒋恒，李跃华，李宝富，邢祥，李志强，邓红雨，刘信伟，侯伟峰，刘瑞杰，向学强，杨峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41