急倾斜煤层开切眼巷道结构及“斜巷+导硐”施工工法制造技术

本发明专利技术公开了一种急倾斜煤层开切眼巷道结构，包括回风巷、运输巷和安装硐室，运输巷和开切眼区域之间布置N条沿煤层走向的近水平导硐，开切眼区域沿煤层倾斜方向布置有N条缓倾斜的斜巷，每条斜巷均与对应的导硐末端连通，形成煤炭运输、行人和通风的通道。“斜巷+导硐”施工工法：导硐和斜巷采用小断面一次掘进成巷，钻爆法施工；从上而下扩刷斜巷形成开切眼，扩刷产生的煤炭沿斜巷、导硐运至运输巷。本发明专利技术将整个开切眼设计为多段施工，再由上而下扩刷，大大减小了急倾斜煤层煤炭高速滚动的冲击力，减少飞矸伤人事故，“斜巷+导硐”充分保障通风安全。风安全。风安全。

【技术实现步骤摘要】
急倾斜煤层开切眼巷道结构及“斜巷+导硐”施工工法


[0001]本专利技术涉及急倾斜煤层综采工作面的开切眼
，尤其涉及急倾斜煤层开切眼巷道结构及“斜巷+导硐”施工工法。

技术介绍

[0002]煤炭是我国的主体能源，2022年煤炭产量45.6亿。急倾斜、大倾角煤层储量约占我国煤炭总储量的20％，且我国西部急倾斜、大倾角煤层占50％，一半为优质焦煤和无烟煤，工业利用价值高，因此开采急倾斜、大倾角煤层对保障煤炭供给意义重大。
[0003]智能化综采工作面开切眼为大断面的矩形巷道，与近水平煤层、缓倾斜煤层开切眼施工相比，急倾斜煤层开切眼施工特别困难。因急倾斜煤层开切眼落差很高，沿着煤层倾斜方向从下向上掘进，需解决独眼通风、减小人员作业劳动强度、掘进和扩刷巷道过程中大量煤炭高空坠落、飞矸伤人、片帮、安全风险大等问题。为了保障开切眼施工安全，解决以上难题，需开发新的开切眼巷道结构及施工工法。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种急倾斜煤层开切眼巷道结构，以解决现有的急倾斜煤层开切眼从下向上掘进时，所存在的独眼通风、掘进和扩刷巷道过程中大量煤炭高空坠落、飞矸伤人、片帮、安全风险大等问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种急倾斜煤层开切眼巷道结构，包括回风巷、运输巷和安装硐室，所述运输巷和开切眼区域之间布置N条沿煤层走向的近水平导硐，开切眼区域沿煤层倾斜方向布置有N条缓倾斜的斜巷，每条斜巷均与对应的导硐末端连通，形成煤炭运输、行人和通风的通道。
[0007]进一步的，所述导硐和斜巷均为小断面的矩形断面，采用工字钢与两排单体支柱联合支护。
[0008]本专利技术的另一目的，在于提供一种急倾斜煤层开切眼巷道结构的“斜巷+导硐”施工工法，包括以下步骤：
[0009]导硐和斜巷采用小断面一次掘进成巷，钻爆法施工；
[0010]从上而下扩刷斜巷形成开切眼，扩刷产生的煤炭沿斜巷、导硐运至运输巷。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]相比现有急倾斜煤层的真倾斜开切眼施工，其落差很高，从下向上掘进容易出现煤炭高空坠落、产生大量飞矸的情况。本专利技术将整个开切眼设计为多段施工，再由上而下扩刷，大大减小了急倾斜煤层煤炭高速滚动的冲击力，结合工字钢与两排单体支柱联合支护方式，能减少飞矸，将行人、溜煤有效分隔，作业环境更为安全，还能减轻煤炭下落冲击对已有支护的损坏、击倒，做到溜煤可控；分段施工导硐后也可增加开切眼进风通道，保障通风安全。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例提供的一种急倾斜煤层开切眼巷道结构示意图；
[0014]图2为开切眼支护断面图。
[0015]说明书附图中的附图标记包括：1、回风巷；2、运输巷；3、安装硐室；4、导硐；5、斜巷。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：
[0017]实施例一
[0018]以四川煤业集团石洞沟煤矿为例，该矿采用平硐+斜井开拓方式，矿井生产能力300kt/a，属低瓦斯矿井，主石门以东为32采区，走向长2300m，以西为31采区，走向长2000m。矿区地质构造为简单单斜构造。
[0019]31111采煤工作面为智能化综采面，为K10、K11煤层合层开采，煤层倾角55
°‑
68
°
，平均采高为3.6m，开采难度高，属于典型的急倾斜中厚煤层综采工作面。
[0020]如图1所示，该急倾斜煤层开切眼巷道结构包括回风巷1、运输巷2和安装硐室3。采用钻爆法施工，小断面一次起爆成巷，在运输巷2和开切眼区域之间布置两条沿煤层走向的近水平的导硐4，掘进导硐4时采用回柱绞车运支柱和材料，同样采用钻爆法施工，小断面一次起爆成巷，从导硐4的末端掘进缓倾斜的斜巷5。然后从上而下扩刷斜巷5，扩刷产生的煤炭沿斜巷5、导硐4运至运输巷2。其中，1号斜巷扩刷总长26m(真倾斜)，1号导硐总长78.5m，2号斜巷长22m，2号导硐长48.5m。斜巷和导硐均为矩形断面，采用工字钢与两排单体支柱联合支护，支柱间距800mm，排距1000mm。开切眼采用钻爆法扩刷施工，开切眼扩刷断面形状设计为矩形断面，锚网索注全断面支护，其布置如图2所示：6为φ22.4mm中空注浆锚索，长8.0m，间排距1.8m；7为φ22mm锚杆，长2.4m，间排距0.9m；8为φ20mm全螺纹锚杆，长1.8m，排距0.9m，间距1.1m；支护顶板锚网选用φ6mm的钢筋加工而成，网孔规格长
×
宽＝100mm
×
100mm，网片尺寸为长
×
宽＝2000mm
×
1000mm；支护煤壁锚网采用10号铅丝网，网格为80mm
×
80mm，网片宽度为1.0m，长度≥20m；采用七排DW40
‑
25/110TL或DW45
‑
20/110TL单体液压支柱戴木柱帽进行加强支护，单体液压支柱排距1.0m，柱距0.9m。开切眼扩刷净宽度为8500mm≥支架长度7438mm+支架前端头至巷帮安全距离500mm+支架尾端头至巷帮安全距离560mm。开切眼扩刷净高度为(顺煤层掘进，随棚就底)3500mm＞支架高度1700mm+道床高度218mm。开切眼专门设置行人通道，材料通道每隔5m设置一组挡矸隔栏。
[0021]开切眼斜巷和导硐施工时间为2022年6月24日～2022年7月8日、2022年7月18日～2022年8月2日，实际生产天数为20天。平均每班进度为5m/班，施工效率高。开切眼扩刷施工时间为2022年8月17日～2022年9月30日，其中因检查、预警撤人等影响5天，综合计算有效扩刷时间约为35天，扩刷效率能达到2.1m/天，扩刷效率高。
[0022]以上所述的仅是本专利技术的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本专利技术的保护范围，这些都不会影响本专利技术实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种急倾斜煤层开切眼巷道结构，包括回风巷(1)、运输巷(2)和安装硐室(3)，其特征在于：所述运输巷(2)和开切眼区域之间布置N条沿煤层走向的近水平导硐(4)，开切眼区域沿煤层倾斜布置有N条缓倾斜的斜巷(5)，每条斜巷(5)均与对应导硐(4)的末端连通，形成煤炭运输、行人和通风的通道。2.根据权利要求1所述的急倾斜煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹勇，姜永东，杨启军，刘华君，罗洪彬，谢成龙，桂涛，李腾，冯伟，王伟平，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：