一种含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法技术

本发明专利技术公开了一种含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法，包括步骤：完成工作面巷道布置；在工作面开切眼内安装工作液压支架和刮板输送机等回采设备；在工作面回采巷道内，沿回采帮在顶板施工预裂爆破孔和松动爆破孔，并装填炸药，对巷道顶板进行预裂和松动爆破，并保证爆破施工不受超前采动压力的影响；在工作面后方安装转载破碎机和底卸式输送机，将工作面开采出来的夹矸破碎后充填到巷旁采空区内，而后使用混凝土喷注，使其形成巷旁浇筑矸石墙，完成巷道的留设和维护。在采空区内构筑了一个人工墙体支撑上覆岩层，而人工墙体的上方是预裂和松动爆破产生的矸石，实现了让压和承载的统一，有力得保障了采动影响期间巷道的稳定，同时隔绝采空区，避免了瓦斯和自燃等的威胁。威胁。威胁。

【技术实现步骤摘要】
一种含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法


本专利技术涉及一种煤炭开采技术，尤其涉及一种含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法。

技术介绍

沿空留巷作为一种采区内不留设煤柱的开采方法，一直以来都是提高煤炭回收效率的重要途径。目前来看，沿空留巷的主要实现方法有两个：一是通过在巷道的采空区一侧构筑不同材料和结构的墙体，从而实现对原本留设煤柱的一个置换，置换后的巷旁墙体结构仍具备支撑并切断顶板、隔绝采空区和维护巷道空间的煤柱功能；另一种方法则是通过聚能爆破或者水力切缝等方法，预先切断巷道和工作面之间的顶板，使得工作面顶板能够在煤层开采后及时破断垮落，从而避免巷道顶板被破坏，同时利用垮落堆积的破碎岩块自动形成巷道一帮，省去构筑巷旁人工墙体的工作量和材料。在巷旁充填人工墙体进行沿空留巷的研究过程中，人们逐渐意识到巷旁的人工墙体不仅要有足够的强度，以支撑巷道顶板，限制其位移和变形，而且人工墙体还应该具备煤柱的可变形特性，实现对巷道顶板的让压和吸能，以防墙体应力不断累积后发生破裂甚至失效，这就给人工墙体的材料选择和结构设计提出了很高的技术要求。除此之外，巷旁充填人工墙体由于施工地点紧靠工作面支架，往往会影响回采速度，缩短保留下来的巷道宽度，其应用范围较小，成本较高。主动切断巷道顶板同样能够实现人工墙体的断顶效果，而且切顶的高度和位置都是可控的，但需要在巷道靠近采空区一侧架设挡矸结构，以防止垮落的破碎岩块涌入巷道，而且，失去了巷道一侧的强力支撑后，采后覆岩运动期间，需要在巷道内布置较为密集的临时支护结构，同时破碎矸石构成的巷帮有漏风和瓦斯溢出的危险，对于易自燃和高瓦斯煤层存在安全隐患，需要对此制定专项措施，增加了大量的工作和成本。煤层中覆存夹矸是较为普遍的情况，目前对于开采煤层时产生的矸石，通常采取地面筛选后再进行处理的方式，不仅增加了处理工序和成本，也在一定程度上造成资源的浪费。因此，如何在井下充分利用夹矸煤层开采产生的矸石，并吸收人工构筑墙体和切顶沿空留巷的优点，实现提高资源利用效率和留巷效果的统一，对于生态、高效矿井建设具有重要的促进作用。有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

本专利技术的目的是提供了一种含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法，包括步骤：A、首先在煤层中完成工作面回采巷道的布置；
B、在工作面开切眼中安装工作面回采设备，工作面回采设备包括液压支架、刮板输送机等；C、工作面开始回采前，在开切眼前方的工作面运输巷中，沿巷道回采帮在巷道直接顶中施工预裂爆破孔和松动爆破孔；D、待预裂爆破孔和松动爆破孔施工完毕后，在预裂爆破孔内装入已经安装有炸药的聚能管，在松动爆破孔内直接装填炸药；E、在预裂爆破孔和下位松动爆破孔内安装非延时雷管，在上位松动爆破孔内安装毫秒延时雷管，然后将各爆破孔内的炸药和雷管串联后进行爆破；F、重复步骤D、E和F，保证爆破后的巷道顶板超前工作面的距离不小于超前支承压力影响区长度；G、工作面开始回采后，安装转载破碎机和底卸式输送机，将工作面夹矸层开采的矸石经转载破碎机破碎后，由底卸式输送机运送并堆积在巷旁采空区，然后采用喷注混凝土的方式对巷旁岩块堆积体进行加固，从而形成巷旁浇筑矸石墙；H、随着工作面的推进，重复步骤G中的夹矸层矸石破碎、充填和浇筑工序，在巷道旁形成一个沿着巷道走向的连续巷旁浇筑矸石墙，完成巷道的留设和维护。与现有技术相比，本专利技术所提供的含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法，能够在不影响工作面正常生产和不缩小留巷宽度的前提下，充分利用煤层开采中产生的矸石构筑巷旁人工墙体，充分利用预裂和松动爆破实现切顶和采空区矸石充填，实现了对顶板运动变形的分段控制和采空区有效封闭，对于巷道维护和资源最大化利用具有积极作用。
附图说明
图1为本专利技术实施例的巷旁充填位置及设备布置整体平面图；图2为图1所示A
‑
A剖面图。图3为图1所示B
‑
B剖面图。图4为图1所示C
‑
C剖面图。图中：1
‑
煤层，2
‑
采空区矸石，3
‑
巷旁浇筑矸石墙；4
‑
工作面运输巷；5
‑
直接顶；6
‑
基本顶；7
‑
工作面液压支架；8
‑
刮板输送机，9
‑
转载破碎机，10
‑
底卸式输送机，11
‑
预裂爆破孔，12
‑
上位松动爆破孔，13
‑
下位松动爆破孔。
具体实施方式
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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法，其特征在于，包括步骤：A、首先在煤层中完成工作面回采巷道的布置；B、在工作面开切眼中安装工作面回采设备，工作面回采设备包括液压支架、刮板输送机；C、工作面开始回采前，在开切眼前方的工作面运输巷中，沿巷道回采帮在巷道直接顶中施工预裂爆破孔和松动爆破孔；D、待预裂爆破孔和松动爆破孔施工完毕后，在预裂爆破孔内装入已经安装有炸药的聚能管，在松动爆破孔内直接装填炸药；E、在预裂爆破孔和下位松动爆破孔内安装非延时雷管，在上位松动爆破孔内安装毫秒延时雷管，然后将各爆破孔内的炸药和雷管串联后进行爆破；F、重复步骤D、E和F，保证爆破后的巷道顶板超前工作面的距离不小于超前支承压力影响区长度；G、工作面开始回采后，安装转载破碎机和底卸式输送机，将工作面夹矸层开采的矸石经转载破碎机破碎后，由底卸式输送机运送并堆积在巷旁采空区，然后采用喷注混凝土的方式对巷旁岩块堆积体进行加固，从而形成巷旁浇筑矸石墙；H、随着工作面的推进，重复步骤G中的夹矸层矸石破碎、充填和浇筑工序，在巷道旁形成一个沿着巷道走向的连续巷旁浇筑矸石墙，完成巷道的留设和维护。2.根据权利要求1所述的含夹矸煤层切顶沿空留巷下保护巷道的方法，其特征在于，所述步骤C中，预裂切缝钻孔与铅垂方向的夹角为15
°
...

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