一种煤矿工作面定向连续-非连续造缝切顶卸压方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿工作面定向连续

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法


[0001]本专利技术属于采煤
，具体涉及一种煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法。

技术介绍

[0002]目前，坚硬顶板矿区在全国三分之一以上，在坚硬顶板情况下，煤层开采之后顶板无法及时垮落，对临空巷道煤柱形成巨大的载荷，而使其变形严重，加上裸露较长距离的顶板发生垮落，造成强矿压显现，煤层安全开采存在巨大威胁。由强矿压显现诱发的大变形破坏，与井下工程所处的应力场环境密切相关。因此，必须从改善围岩运移规律入手，通过对覆岩卸压转移，改善围岩应力场环境。
[0003]目前，特厚煤层工作面开采期间，厚坚硬顶板在煤层开采之后无法及时垮落，对临空巷道煤柱形成巨大的载荷，而使其变形严重，造成工作面开采危险。
[0004]而定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压是解决上述问题的有效手段，但是，目前仍然缺少一种煤矿工作面有效的切顶卸压方法。

技术实现思路

[0005]为了提供一种煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法，来解决目前特厚煤层工作面开采期间，厚坚硬顶板在煤层开采之后无法及时垮落，对临空巷道煤柱形成巨大的载荷，使其变形严重，造成工作面开采危险的问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法，包括以下步骤：
[0007]S10、调整液压支架的支撑阻力为P1；在相邻的两个液压支架之间的间隙钻取直径为D1、深度为D2的钻孔，直到完成整个工作面的钻孔任务；
[0008]S20、将两个矿用链臂锯式切割机分别放置在两个巷道内；调整所述矿用链臂锯式切割机的切割刀具与巷帮之间的距离，使所述切割刀具与巷帮的距离为B；
[0009]S30、将所述矿用链臂锯式切割机沿巷道中心线向远离采空区的一端移动距离S1；
[0010]S40、以链速为υ、旋转速度为ω，将所述切割刀具由一侧水平位置旋转至另一水平位置；
[0011]S50、重复步骤S30～S40，直到累计切割的距离超过L1；
[0012]S60、当一班开采结束后，在检修班检修前，针对步骤S10中的钻孔，采用深度为H炮泥封孔后，以一次爆破距离L2，引出导爆索后引爆，直到完成整个工作面的爆破；检修班检修完毕后，下一班继续开采；
[0013]S70、重复步骤S60，直到完成整个工作面的钻孔爆破，移架；
[0014]S80、以排距为M，将支撑阻力为P2的单元支架均匀布置在步骤S50所累计的切割范围内；
[0015]S90、当工作面采空区内的单元支架累计距离超过L3，回撤工作面采空区内的单元支架；
[0016]S100、反复操作步骤S10～S90，以均匀速度推进工作面，直到完成工作面回采，同时采空区单元支架回撤完毕。
[0017]进一步地，在步骤S10中，所述液压支架的支撑阻力P1与巷道直接顶的单轴抗压强度相关联：
[0018]当0＜所述巷道直接顶的单轴抗压强度≤18MPa时，P1＝5800KN；
[0019]当18MPa＜所述巷道直接顶的单轴抗压强度≤50MPa时，P1＝6600KN；
[0020]当所述巷道直接顶的单轴抗压强度＞50MPa时，P1＝7200KN。
[0021]进一步地，在步骤S10中，所述钻孔的直径D1、深度D2与直接顶普氏系数、炮泥深度H相关联：
[0022]当0＜所述直接顶普氏系数≤5时，D1为0.025～0.030m、D2为(2.25～2.65)H；
[0023]当5＜所述直接顶普氏系数≤9时，D1为0.030～0.035m、D2为(2.65～3.05)H；
[0024]当所述直接顶普氏系数＞9时，D1为0.035～0.040m、D2为(3.05～3.55)H。
[0025]进一步地，在步骤S20中，所述切割刀具与所述巷帮的距离B与巷道宽度D相关联：
[0026]当所述巷道宽度D为3.5<D<4.5m时，B为(0.08～0.10)D；
[0027]当所述巷道宽度D为4.5≤D<5.5m时，B为(0.07～0.08)D；
[0028]当所述巷道宽度D为5.5≤D<6.5m时，B为(0.06～0.07)D。
[0029]进一步地，在步骤S30中，所述矿用链臂锯式切割机沿巷道中心线向远离采空区的一端移动距离S1与所述巷道所处围岩的垂直应力相关联：
[0030]当0＜所述巷道所处围岩的垂直应力≤8MPa时，S1＝6.5～8.5m；
[0031]当8＜所述巷道所处围岩的垂直应力≤25MPa时，S1＝5.5～6.5m；
[0032]当所述巷道所处围岩的垂直应力＞25MPa时，S1取4.5～5.5m。
[0033]进一步地，在步骤S40中，链速υ、旋转速度ω与巷道直接顶的单轴抗压强度相关联：
[0034]当0＜所述巷道直接顶的单轴抗压强度≤18MPa时，υ为1.2～1.4m/s、ω为25～30
°
/h；
[0035]当18＜所述巷道直接顶的单轴抗压强度≤50MPa时，υ为1.0～1.2m/s、ω为20～25
°
/h；
[0036]当所述巷道直接顶的单轴抗压强度＞50MPa时，υ为0.8～1.0m/s、ω为15～20
°
/h。
[0037]进一步地，在步骤S50中，累计切割的距离L1与巷道所处围岩的水平应力和矿用链臂锯式切割机沿巷道中心线向远离采空区的一端移动距离S1相关联：
[0038]当0＜所述巷道所处围岩的水平应力≤8MPa时，L1设置为(4.5～5.5)S1；
[0039]当8＜所述巷道所处围岩的水平应力≤25MPa时，L1设置为(3.5～4.5)S1；
[0040]当所述巷道所处围岩的水平应力＞25MPa时，L1设置为(2.5～3.5)S1。
[0041]进一步地，在步骤S60中，炮泥深度H为充填炸药长度的三分之一；所述爆破距离L2与工作面长度和矿井工作制度相关联：
[0042]当矿井为三八工作制度时，L2为三分之一的工作面长度；
[0043]当矿井为四六工作制度时，L2为四分之一的工作面长度。
[0044]进一步地，在步骤S80中，所述单元支架的排距M与支撑阻力P
2,
与巷道埋深相关联：
[0045]当所述巷道埋深＞600m时，P2＝2500KN，M2为0.8～1.5m；
[0046]当所述巷道埋深≤600m时，P2＝1800KN，M2为1.5～2.2m。
[0047]进一步地，在步骤S90中，所述单元支架的累计距离L3与巷道直接顶的单轴抗压强度、累计切割的距离超过L1相关联：
[0048]当0MPa＜所述巷道直接顶的单轴抗压强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、调整液压支架的支撑阻力为P1；在相邻的两个液压支架之间的间隙钻取直径为D1、深度为D2的钻孔，直到完成整个工作面的钻孔任务；S20、将两个矿用链臂锯式切割机分别放置在两个巷道内；调整所述矿用链臂锯式切割机的切割刀具与巷帮之间的距离，使所述切割刀具与巷帮的距离为B；S30、将所述矿用链臂锯式切割机沿巷道中心线向远离采空区的一端移动距离S1；S40、以链速为υ、旋转速度为ω，将所述切割刀具由一侧水平位置旋转至另一水平位置；S50、重复步骤S30～S40，直到累计切割的距离超过L1；S60、当一班开采结束后，在检修班检修前，针对步骤S10中的钻孔，采用深度为H炮泥封孔后，以一次爆破距离L2，引出导爆索后引爆，直到完成整个工作面的爆破；检修班检修完毕后，下一班继续开采；S70、重复步骤S60，直到完成整个工作面的钻孔爆破，移架；S80、以排距为M，将支撑阻力为P2的单元支架均匀布置在步骤S50所累计的切割范围内；S90、当工作面采空区内的单元支架累计距离超过L3，回撤工作面采空区内的单元支架；S100、反复操作步骤S10～S90，以均匀速度推进工作面，直到完成工作面回采，同时采空区单元支架回撤完毕。2.根据权利要求1所述的煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法，其特征在于，在步骤S10中，所述液压支架的支撑阻力P1与巷道直接顶的单轴抗压强度相关联：当0＜所述巷道直接顶的单轴抗压强度≤18MPa时，P1＝5800KN；当18MPa＜所述巷道直接顶的单轴抗压强度≤50MPa时，P1＝6600KN；当所述巷道直接顶的单轴抗压强度＞50MPa时，P1＝7200KN。3.根据权利要求1所述的煤矿工作面定向连续
‑
非连续造缝切顶卸压方法，其特征在于，在步骤S10中，所述钻孔的直径D1、深度D2与直接顶普氏系数、炮泥深度H相关联：当0＜所述直接顶普氏系数≤5时，D1为0.025～0.030m、D2为(2.25～2.65)H；当5＜所述直接顶普氏系数≤9时，D1为0.030～0.035m、D2为(2.65～3.05)H；当所述直接顶普氏系数＞9时，D1为0.035～0.040m、D2为(3.05～3.55)H。4.根据权利要求1所述的煤矿工作面定向连续
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非连续造缝切顶卸压方法，其特征在于，在步骤S20中，所述切割刀具与所述巷帮的距离B与巷道宽度D相关联：当所述巷道宽度D为3.5<D<4.5m时，B为(0.08～0.10)D；当所述巷道宽度D为4.5≤D<5.5m时，B为(0.07～0.08)D；当所述巷道宽度D为5.5≤D<6.5m时，B为(0.06～0.07)D。5.根据权利要求1所述的煤矿工作面定向连续
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非连续造缝切顶卸压方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文阳，刘俊余，邰阳，匡铁军，段宏飞，刘宏杰，孟祥斌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：