一种特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法技术

本发明专利技术公开了一种特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法，在工作面两巷及开切眼沿煤层底板掘进完毕后，沿着煤层顶板和工作面走向掘进末采沿顶准备巷道，沿着末采准备巷道每隔1个周期来压步距掘进平行于开切眼的末采沿顶作业巷道，在工作面超前支承压力影响末采段工作面之前，进行末采段工作面顶板的松动爆破，然后进行工作面回采巷道的切顶预裂爆破，使得末采段顶板得到充分的增透破碎。工作面推至末采段时，采空区顶板充分垮落，矸石充填程度好，支撑上覆岩层能力较自然垮落法大幅提高，从而优化采场超前支承压力分布情况，降低工作面超前支承压力显现强度，缩小末采煤柱尺寸，优化回撤巷道应力环境，同时，回收末采煤柱内的部分煤炭资源。煤炭资源。煤炭资源。

【技术实现步骤摘要】
一种特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法


[0001]本专利技术涉及一种煤炭开采技术，尤其涉及一种特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法，尤其与末采期间大巷维护和减小末采煤柱有关。

技术介绍

[0002]随着煤层高度的增加，工作面尤其是放顶煤工作面的采动影响逐渐增大，表现在煤壁片帮冒顶，超前工作面段的回采巷道变形剧烈，以及留设的末采保护煤柱尺寸大，不仅增加了回采期间的巷道支护与维护成本，也使得大量的煤炭资源留在地下，无法开采。
[0003]工作面开采后，上覆顶板向下垮落，破坏了采场的初始平衡状态，并在采场周围产生压力升高区域，升高的压力即称为支承压力。支承压力的存在，使得开采活动不可避免的对采场周围的巷道产生应力影响，为避免或尽可能的减小采动对周围巷道的影响，往往会留设区段煤柱和末采煤柱，隔离较高的支承压力，从而实现对相邻回采巷道和大巷的保护。
[0004]支承压力的力学来源，从开采后所形成的上覆岩层结构看，是顶板岩块在采空区矸石不断被压缩的过程中逐渐向采空区偏转下沉的结果。上覆顶板结构的变化过程，伴随着采场应力的重新分布，会导致在工作面走向和倾斜方向上形成超前和侧向支承压力，而支承压力的大小取决于矸石垮落充填后在采空区内形成的剩余空间和矸石充填体压缩变形量的大小。传统的自然垮落法管理顶板的方式，虽然技术最简单、经济成本也很低，但存在着顶板垮落不及时、坚硬厚层顶板难以冒落和采空区充填不充分等问题，往往会在采场周围形成较高的支承压力，加大区段和大巷保护煤柱的尺寸。
[0005]工作面末采期间，往往会设置较大的末采保护煤柱，以防止工作面停采后，工作面超前支承压力影响到大巷，从而影响整个矿井的生产，由于特厚煤层开采形成的超前支承压力区的宽度大，峰值压力高，需要留设的末采煤柱尺寸更大，浪费的煤炭资源量巨大，不能满足高产高效矿井建设的要求。
[0006]目前常用的工作面末采回撤方式为预掘回撤通道，即在工作面超前支承压力影响区外提前开挖出一条与工作面开切眼平行的巷道，作为工作面支架和采煤机等设备的回撤通道，待工作面推进至预掘巷道位置时停止工作面的回采并进行回撤。使用该方法进行工作面回撤技术原理简单，但由于特厚煤层放顶煤工作面的超前支承压力显现剧烈，预掘出的回撤通道不可避免得要受到完整的采动影响，其变形量通常很大，巷道围岩的控制难度和成本较高。
[0007]对于支承压力的控制目前常用的方法主要有两个：
[0008]一是随着工作面的推进，进行采空区充填，从而将采场上覆岩层的移动变形控制到很小的尺度，使得超前支承压力的范围和强度都得到极大的减小；
[0009]二是通过预裂和松动爆破，预先将采场顶板进行切断或弱化处理，从而使得工作面开采后，采空区顶板能够快速的垮落并充填采空区，切断或者弱化上覆岩层载荷向实体煤方向的转移，达到控制超前支承压力强度和影响范围的目的。采空区充填目前存在着成本高、影响工作面推进速度等问题，往往只在“三下”煤层开采中得以应用；松动爆破往往用
在厚硬顶板初采期间，以防止顶板长距离悬顶带来的压力集中释放，但无法随着工作面的推进持续进行；预裂切顶爆破技术用在回采巷道靠近采空区一侧的顶板中，能够起到对巷道顶板卸压的作用，局部改善巷道围岩的应力分布情况，但难以对整个采场顶板的垮落和应力分布情况产生影响。
[0010]因此，在保证工作面原布置方案不变的情况下，如何通过优化末采期间的回采巷道布置，从而达到控制工作面超前支承压力显现强度，减小末采煤柱留设尺寸，有效提高工作面煤炭回收率的目的，是目前特厚煤层开采非常现实且关键的技术问题。
[0011]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供了一种特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0013]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0014]本专利技术的特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法，其特征在于，包括步骤：
[0015]A、设计特厚煤层放顶煤工作面的回采巷道和开切眼，形成工作面的完整巷道系统。
[0016]B、待工作面开始回采后，按设计的末采煤柱尺寸预先开掘回撤巷道，并完成相应的支护。
[0017]C、从回采工作面两侧的回采巷道开始，沿着固定的倾斜角度向上掘进末采联络斜巷，掘进至煤层与顶板岩层的交界面处停止。
[0018]D、沿着煤层顶板和工作面走向，向工作面开切眼方向掘进末采沿顶准备巷道，经过工作面回撤通道后，继续向前方掘进L m，然后沿着煤层倾向，掘进一条平行于开切眼的末采沿顶作业巷道连接两侧的末采沿顶准备巷道。
[0019]E、重复步骤D，再向开切眼方向掘进2L m，并掘出2条平行于开切眼方向的末采沿顶作业巷道。
[0020]F、在平行于开切眼的末采沿顶巷道中进行工作面末采段顶板的松动爆破施工，在靠近开切眼一侧的顶板施工松动爆破孔，装药后进行松动爆破，提前对工作面顶板岩层进行增透破碎。
[0021]G、在工作面回采巷道的回采侧施工顶板预裂切缝爆破孔，钻孔与垂直方向的夹角为15
°
，钻孔沿巷道走向的孔间距为600～800mm，采用聚能管或者聚能药包的方式进行定向爆破，形成沿巷道走向的连续切缝面，切断巷道和工作面之间的岩层联系。
[0022]H、工作面推进至末采段，采空区顶板在松动爆破和预裂切缝爆破的共同作用下垮落充填采空区，待工作面推至回撤巷道的位置，便可通过回撤巷道进行工作面放煤支架等设备的回撤。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所提供的特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法，能够在工作面末采期间改善采空区矸石的充填效果，增强矸石对上覆岩层的支撑作用，从而改善采场支承压力的分布和显现强度，缩小末采煤柱的尺寸，降低回撤巷道的支护成本和维护难度，并且，在煤柱内掘进的巷道也能够起到回收部分煤炭资源的目的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例提供的特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法结构俯视图；
[0025]图2为本专利技术实施例在工作面末采段沿工作面走向的结构A
‑
A剖面图；
[0026]图3为本专利技术实施例在工作面末采段沿工作面倾向的结构B
‑
B剖面图。
[0027]图中：
[0028]1‑
工作面运输巷，2
‑
工作面轨道巷，3
‑
末采联络斜巷；4
‑
末采沿顶准备巷道；5
‑
末采沿顶作业巷道；6
‑
工作面放煤支架；7
‑
回撤巷道；8
‑
松动爆破孔，9
‑
预裂切缝爆破孔，10
‑
末采煤柱。
具体实施方式
[0029]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特厚煤层放顶煤工作面巷道布置方法，其特征在于，包括步骤：A、设计特厚煤层放顶煤工作面的回采巷道和开切眼，形成工作面的完整巷道系统。B、待工作面开始回采后，按设计的末采煤柱尺寸预先开掘回撤巷道，并完成相应的支护。C、从回采工作面两侧的回采巷道开始，沿着固定的倾斜角度向上掘进末采联络斜巷，掘进至煤层与顶板岩层的交界面处停止。D、沿着煤层顶板和工作面走向，向工作面开切眼方向掘进末采沿顶准备巷道，经过工作面回撤通道后，继续向前方掘进L m，然后沿着煤层倾向，掘进一条平行于开切眼的末采沿顶作业巷道连接两侧的末采沿顶准备巷道。E、重复上面的步骤，再向开切眼方向掘进2L m，并掘出2条平行于开切眼方向的末采沿顶作业巷道。F、在平行于开切眼的末采沿顶巷道中进行工作面末采段顶板的松动爆破施工，在靠近开切眼一侧的顶板施工松动爆破孔，装药后进行松动爆破，提前对工作面顶板岩层进行增透破碎。G、在工作面回采巷道的回采侧施工顶板预裂切缝爆破孔，钻孔与垂直方向的夹角为15
°
，钻孔沿巷道走向的孔间距为600～800mm，采用聚能管或者聚能药包的方式进行定向爆破，形成沿巷道走向的连续切缝面，切断巷道和实工作面之间的岩层联系。H、工作面推进至末采段，采空区顶板在松动爆破和预裂切缝爆破的共同作用下垮落充填采空区，待工作面推至回撤巷道的位置，便可通过回撤巷道进行工作面放煤支架等设备的回撤。2.根据权利要求1所述的特厚煤层放...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊昊，王明耀，张淑坤，王帅，姜鹏，
申请(专利权)人：枣庄学院，
类型：发明
国别省市：