一种采区单向掘进无煤柱开采方法技术

本发明专利技术公开了一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其包括如下内容：(1)分区：将采区一翼分为一区段和二区段；(2)掘进：一区段进行胶运顺槽掘进、煤柱煤体的开采的同时，二区段进行回风顺槽掘进；(3)切眼：回风顺槽掘进结束后，对邻近的综采工作面进行掘进切眼；(4)回采：按照顺序完成一区段内的一个综采工作面回采作业后，再按照顺序开展二区段内一个综采工作面的回采作业。优点：用于薄煤层、中厚煤层和厚煤层开采，且对煤层顶、底板岩性没有硬性要求；煤柱回收和混凝土充填工作，是在胶运顺槽掘进期间穿插完成的，不会受到像综采工作面开采过程中伴随的大面积、高应力采动动压影响；混凝土充填柱的整体性好，承载性能高。

【技术实现步骤摘要】
一种采区单向掘进无煤柱开采方法
：本专利技术涉及煤矿开采
，特别涉及一种采区单向掘进无煤柱开采方法。
技术介绍
：现有的井工煤矿中，采区无煤柱开采主要有两种：一是切顶法，即超前综采工作面煤壁一定距离，提前在综采工作面的胶运顺槽巷道内，贴近煤壁一侧，向顶板打设深孔并采取爆破切顶的方法预裂顶板，或者采用专用设备切顶，使胶运顺槽顶板与综采工作面顶板不再成为一个整体；在综采工作面不断向前推进过程中，采空区顶板不断垮落；由于胶运槽顶板提前采取了高强度的支护方式，再加上顶板预裂技术，在综采工作面的不断推进过程中，胶运顺槽顶板并不会垮落，保留下来的胶运顺槽即可用作相邻的下一个综采工作面的回风顺槽；这种无煤柱开采方法，每个综采工作面只需要掘进一条胶运顺槽和一个切眼，再加上回采过程中沿采空区保留下来的一条顺槽，即形成备用综采工作面。二是砌筑混凝土墙隔离法，即胶运顺槽在掘进时采用了超宽断面和高强度支护技术，综采工作面机头侧安装有专用端头支架；在综采工作面向前推进的过程中，在专用端头支架后部，由专用端头支架两道隔离板将采空区与胶运顺槽大部分空间隔离开，在专用端头支架两道隔离板中浇注混凝土墙，即形成一个完整的巷道断面，用作相邻的下一个综采工作面的回风顺槽，这种无煤柱开采方法，每个综采工作面也是只掘进一条胶运顺槽和一个切眼，由现浇混凝土墙所隔离出的一条顺槽，满足通风、辅助运输等各项功能，与新掘的超宽胶运顺槽、切眼即形成备用综采工作面。但是采用上述两种无煤柱开采方法存在以下问题：第一，上述两种方法回采期间采动动压强烈，对煤层顶、底板岩性有较高要求；而采动动压对中厚煤层的影响比厚煤层的影响小，多用于中厚煤层开采，不适合厚煤层；另外，上述两种方法适用于顶底板岩性整体性好且稳定的煤层，因此，上述两种方法适用的条件比较苛刻，普遍适用性差；第二，上述两种方法中，对胶运顺槽一侧的综采工作面进行回采后，因受到采动动压影响，需要对胶运顺槽加强支护以进行维护，而保留下来的胶运顺槽需要用作相邻的下一个综采工作面的回风顺槽，回采下一个综采工作面时，仍会受到采动动压的影响；因此，胶运顺槽支护强度要求非常高，对顶板支护材料的选型要求更高，致使支护成本和人工劳动强度均非常高；第三，目前工作面回采过程中，胶运顺槽靠近采空区一侧的帮部煤体回采，再利用现浇混凝土墙将预留空间与采空区隔离开，沿采空区预留下巷道；但是由于目前综采工作面推进的进度慢，煤炭被采出后，采空区上方岩层需要3-6个月或者更长的时间后才会慢慢稳定下来，在此期间，混凝土墙砌筑完毕未达到设计强度即需要承载顶板压力和综采工作面采动动压影响，导致现浇混凝土墙承载效果会受到较大影响；第四，沿采空区留下巷道后，采空区直接顶所形成的隔离需要喷浆来加固、封堵缝隙，所隔离出来的巷道顶板，仍需二次加强支护来维护，使得现场作业工序复杂化，人工劳动强度大大提高；严重影响综采工作面的推进速度，对综采工作面的正常生产组织影响非常明显；第五，沿采空区留下巷道后，围岩变形明显，后期巷道维护成本比较高，进入综采工作面超前压力影响范围后，需要的加强支护强度更高；第六，随着综采工作面的不断推进，这两种无煤柱开采技术中，直接顶形成的隔离及现浇混凝土墙，都在持续受到采动动压的影响，接顶形成的隔离之间还有裂缝，现浇混凝土墙凝固期间还要受采动动压影响致使整体性比较差，裂隙多且宽度小；对预防采空区漏风、采空区自然发火能力相对较差，也不利于隔离采空区积水，致使综采工作面回采作业环境相对较差。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种有利于保障综采工作面良好作业环境且有效降低劳动强度和巷道掘进成本的采区单向掘进无煤柱开采方法。本专利技术由如下技术方案实施：一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其包括如下内容：(1)分区：将采区一翼分为两个区段，分别为一区段和二区段，所述一区段和所述二区段均分割成若干个综采工作面；(2)掘进：在每相邻两个综采工作面之间进行掘进作业，所述一区段和所述二区段内同时进行单向掘进作业；即其中一个区段依次进行胶运顺槽的掘进、煤柱煤体的开采及煤柱充填区的充填，同时，另一个区段进行回风顺槽的掘进；(3)切眼：回风顺槽掘进结束后，对邻近的综采工作面进行掘进切眼，为综采工作面的回采做准备；(4)回采：在所述一区段和所述二区段内交替进行回采作业，即按照顺序完成所述一区段内的一个综采工作面回采作业后，再按照顺序开展所述二区段内一个综采工作面的回采作业。进一步地，每个区段内进行回采作业的同时，掘进与回采作业工作面相邻的下一个备采工作面的所述胶运顺槽；当区段内无回采作业时，掘进该区段内备采工作面的所述回风顺槽和所述切眼，为综采工作面的回采做准备。进一步地，一区段综采工作面包括3101至3105，共5个综采工作面，二区段综采工作面包括3106至3110，共5个综采工作面。进一步地，一区段掘进工作面包括QW、RT、YU和IO工作面，二区段掘进工作面包括JK、GH、EF、CD工作面。进一步地，所述一区段内的3101综采工作面回采作业进展一半以上时，一区段TR工作面的所述胶运顺槽掘进、所述煤柱煤体的开采和所述煤柱充填区的充填任务已经接近尾声，同时所述二区段内JK工作面的所述回风顺槽掘进任务也接近尾声，并准备掘进3107切眼；3107工作面作为接续综采工作面，待切眼掘进完毕，开始切眼硬化、综采工作面设备安装、设备调试等一系列工作；所述一区段内3101综采面回采结束后，开始掘进一区段QW工作面的所述回风顺槽及3102切眼，如此交替作业。进一步地，所述胶运顺槽的掘进作业包括如下内容：(1)掘锚机驶入胶运截割面，持续截割所述胶运截割面的煤体，并将落煤转运到梭车上，所述梭车穿梭于掘锚机和破碎机之间，将落煤运至带式输送机机尾处的所述破碎机上，所述破碎机在破碎大块煤体后将落煤又转载至所述带式输送机上，所述带式输送机将落煤转运到矿井主运输系统上；(2)所述掘锚机持续截割所述胶运截割面煤体的同时，利用所述掘锚机自带的顶板、帮部锚杆支护功能，完成胶运空顶区支护工作。进一步地，所述煤柱煤体的开采作业包括如下内容：(1)掘锚机驶入煤柱截割面，持续截割所述煤柱截割面煤体，并将落煤转运到梭车上，所述梭车穿梭于所述掘锚机和破碎机之间，将落煤运至带式输送机机尾处的所述破碎机上，所述破碎机在破碎大块煤体后将落煤又转载至所述带式输送机上，所述带式输送机将落煤转运到矿井主运输系统上；(2)利用所述掘锚机自带的顶板、帮部锚杆支护功能，完成煤柱充填区的顶板和帮部锚网支护工作。进一步地，所述煤柱充填区的充填作业包括如下步骤：(1)沿所述胶运顺槽的煤柱侧帮部及所述煤柱充填区横截面分别支设一行模板撑柱，每相邻两个模板撑柱的柱距为1.2米；(2)以所述模板撑住为骨架支设专用模板，沿所述专用模板的内壁铺设塑料隔膜，使所述专用模板、已浇筑的混凝土充填柱及邻近的所述回风顺槽之间形成密闭空间，以备充填；(3)在所述胶运顺槽内沿煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，其包括如下内容：/n(1)分区：将采区一翼分为两个区段，分别为一区段和二区段，所述一区段和所述二区段均分割成若干个综采工作面；/n(2)掘进：在每相邻两个综采工作面之间进行掘进作业，所述一区段和所述二区段内同时进行单向掘进作业；即其中一个区段依次进行胶运顺槽的掘进、煤柱煤体的开采及煤柱充填区的充填，同时，另一个区段进行回风顺槽的掘进；/n(3)切眼：回风顺槽掘进结束后，对邻近的综采工作面进行掘进切眼，为综采工作面的回采做准备；/n(4)回采：在所述一区段和所述二区段内交替进行回采作业，即按照顺序完成所述一区段内的一个综采工作面回采作业后，再按照顺序开展所述二区段内一个综采工作面的回采作业。/n

【技术特征摘要】
1.一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，其包括如下内容：
(1)分区：将采区一翼分为两个区段，分别为一区段和二区段，所述一区段和所述二区段均分割成若干个综采工作面；
(2)掘进：在每相邻两个综采工作面之间进行掘进作业，所述一区段和所述二区段内同时进行单向掘进作业；即其中一个区段依次进行胶运顺槽的掘进、煤柱煤体的开采及煤柱充填区的充填，同时，另一个区段进行回风顺槽的掘进；
(3)切眼：回风顺槽掘进结束后，对邻近的综采工作面进行掘进切眼，为综采工作面的回采做准备；
(4)回采：在所述一区段和所述二区段内交替进行回采作业，即按照顺序完成所述一区段内的一个综采工作面回采作业后，再按照顺序开展所述二区段内一个综采工作面的回采作业。


2.根据权利要求1所述的一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，每个区段内进行回采作业的同时，掘进与回采作业工作面相邻的下一个备采工作面的所述胶运顺槽；当区段内无回采作业时，掘进该区段内备采工作面的所述回风顺槽和所述切眼，为综采工作面的回采做准备。


3.根据权利要求1所述的一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，一区段综采工作面包括3101至3105，共5个综采工作面，二区段综采工作面包括3106至3110，共5个综采工作面。


4.根据权利要求1所述的一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，一区段掘进工作面包括QW、RT、YU和IO工作面，二区段掘进工作面包括JK、GH、EF、CD工作面。


5.根据权利要求1所述的一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，所述一区段内的3101综采工作面回采作业进展一半以上时，一区段TR工作面的所述胶运顺槽掘进、所述煤柱煤体的开采和所述煤柱充填区的充填任务已经接近尾声，同时所述二区段内JK工作面的所述回风顺槽掘进任务也接近尾声，并准备掘进3107切眼；3107工作面作为接续综采工作面，待切眼掘进完毕，开始切眼硬化、综采工作面设备安装、设备调试等一系列工作；所述一区段内3101综采面回采结束后，开始掘进一区段QW工作面的所述回风顺槽及3102切眼，如此交替作业。


6.根据权利要求1所述的一种采区单向掘进无煤柱开采方法，其特征在于，所述胶运顺槽的掘进作业包括如下内容：
(1)掘锚机驶入胶运截割面，持续截割所述胶运截割面的煤体，并将落煤转运到梭车上，所述梭车穿梭于掘锚机和破碎机之间，将落煤运至带式输送机机尾处的所述破碎机上，所述破碎机在破碎大块煤体后将落煤又转载至所述带式输送机上，所述带式输送机将落煤转运到矿井主运输系统上；
(2)所述掘锚机持续截割所述胶运截割面煤体的同时，利用所述掘锚机自带的顶板、帮部锚杆支护功能，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炎宾，燕杰星，谢红光，秦江艳，陈文奇，安润东，王小利，于凤启，李海彬，
申请(专利权)人：国电建投内蒙古能源有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15