一种切顶留巷无煤柱开采方法及装置制造方法及图纸

本公开涉及一种切顶留巷无煤柱开采方法及装置，该方法包括如下步骤：在煤层上挖掘首尾依次连通的第一巷道、第二巷道、第三巷道和第四巷道，第一巷道作为第一采面的上顺槽巷道，第三巷道作为第一采面的下顺槽巷道；在第三巷道的顶板上间隔设置多个支护锚杆和多个聚能孔，并在支护锚杆和聚能孔之间设置防护排体；对第一采面进行回采，直至将第一采面的煤层采空；利用聚能孔对第一采空区的顶板进行定向边缘爆破；待第一采空区的顶板在重力的作用下塌落完成之后，利用防护排体作为基准面，进行砌石支撑，并在砌石之间的空隙喷注混凝土进行加固；以第三巷道作为第二采面的上顺槽巷道，在煤层上挖掘第五巷道，第五巷道作为第二采面的下顺槽巷道。采面的下顺槽巷道。采面的下顺槽巷道。

【技术实现步骤摘要】
一种切顶留巷无煤柱开采方法及装置


[0001]本公开涉及煤层开采
，具体地，涉及一种切顶留巷无煤柱开采方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，常采用切顶留巷的方式对长壁煤层进行开采，在开采过程中常需要留设煤柱以支撑采场顶板，保护沿空巷道不被压坏。但是，留设煤柱的开采方式无法适用于地基承载能力较差的情况，并且，留设煤柱还容易造成采掘比高、生产效率低、资源浪费严重。此外，留设煤柱还容易出现瓦斯突涌、采空区漏风等安全隐患。
[0003]虽然，现有相关技术中，已经存在切顶留巷无煤柱开采方法（110工法），但是，其仍存在支护效果不佳、开采速度较慢、塌落的岩层导致上顺槽巷道封堵等问题。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种切顶留巷无煤柱开采方法及装置，以解决现有相关技术中存在的支护效果不佳、开采速度较慢、塌落的岩层导致上顺槽巷道封堵等问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供了一种切顶留巷无煤柱开采方法，包括如下步骤：步骤S1：在煤层上挖掘首尾依次连通的第一巷道、第二巷道、第三巷道和第四巷道，其中，所述第二巷道和所述第四巷道相对设置，所述第一巷道和所述第三巷道相对设置，且所述第一巷道作为第一采面的上顺槽巷道，所述第三巷道作为第一采面的下顺槽巷道；步骤S2：沿所述第三巷道的延伸方向，在所述第三巷道的顶板上间隔设置多个支护锚杆和多个聚能孔，其中，所述聚能孔开设在所述支护锚杆与所述第一采面之间，并在所述支护锚杆和所述聚能孔之间设置防护排体，所述防护排体的两端分别与所述第三巷道的顶板和地面抵顶；步骤S3：对第一采面进行回采，直至将第一采面的煤层采空，以形成第一采空区；步骤S4：利用聚能孔对第一采空区的顶板进行定向边缘爆破，以形成预切裂缝；步骤S5：待第一采空区的顶板在重力的作用下塌落完成之后，利用防护排体作为基准面，进行砌石支撑，并在砌石之间的空隙喷注混凝土进行加固；步骤S6：以第三巷道作为第二采面的上顺槽巷道，在煤层上挖掘第五巷道，所述第五巷道与所述第三巷道相对设置，且所述第五巷道的两端分别与所述第二巷道和所述第四巷道连通，所述第五巷道作为第二采面的下顺槽巷道；步骤S7：重复步骤S2至步骤S6，直至完成该煤层的开采作业。
[0006]可选地，在所述步骤S2或步骤S4中，还包括：在所述防护排体与所述第三巷道远离所述第一采面的侧壁之间设置多根支撑杆，所述支撑杆的一端与所述防护排体抵顶，所述支撑杆的另一端用于与所述第三巷道远离所
述第一采面的侧壁或地面抵顶。
[0007]根据本申请的第二方面，还提供了一种切顶留巷无煤柱开采装置，应用于本申请第一方面中任一项技术方案中所述的切顶留巷无煤柱开采方法，所述切顶留巷无煤柱开采装置包括用于设置于所述第三巷道内的防护排体；所述防护排体形成为木质框架结构，所述防护排体的横截面形成为等腰三角形结构，所述防护排体对应于所述等腰三角形结构的底边的一侧用于放置于地面，所述防护排体的顶部用于与所述第三巷道的顶板抵顶。
[0008]可选地，所述防护排体包括第一水平杆、第二水平杆和第三水平杆，所述第一水平杆和所述第二水平杆之间通过多根间隔设置第一连接杆连接，所述第三水平杆位于所述第一水平杆和所述第二水平杆的上方，每根所述第一连接杆通过两根第二连接杆和一根第三连接杆与所述第三水平杆连接，两根所述第二连接杆的一端分别与所述第三水平杆连接，两根所述第二连接杆的另一端分别与所述第一连接杆的两端连接，所述第三连接杆的两端分别与所述第三水平杆的中部和所述第一连接杆的中部的连接；其中，每相邻两根第一连接杆之间形成有用于供安置砌石的空间。
[0009]可选地，所述防护排体还包括多个挡板，所述第一水平杆上开设有用于供所述挡板的一端插入的放置槽。
[0010]可选地，所述切顶留巷无煤柱开采装置还包括用于加固第三巷道顶板的支护锚杆；所述支护锚杆包括锚杆主体、套筒、连接块、卡滞块、托持件和锁定件；所述锚杆主体形成为杆状结构，所述锚杆主体的顶部形成为楔形结构，以用于搅拌锚固剂，所述锚杆主体的外周面上形成有外螺纹；所述套筒套设在所述锚杆主体上，且所述套筒的内壁上形成有内螺纹，以使所述套筒套设在所述锚杆主体外且与所述锚杆主体螺纹连接，所述卡滞块的底部可转动连接于所述套筒的顶部，所述锁定件包括同轴依次连接的第一段、第二段和第三段、以及锁定螺母，所述第一段上形成有与所述套筒上内螺纹相互匹配的外螺纹，以使所述套筒的底部套设在所述第一段外且与所述第一段螺纹连接，所述第二段的径向尺寸大于所述第一段的径向尺寸，所述第三段上形成有外螺纹，所述托持件包括托持本体和开设在所述托持本体上的通孔，所述通孔用于套设在所述第三段外，且所述第三段的轴向尺寸大于所述通孔的轴向尺寸，所述锁定螺母用于套设在所述第三段的底部并与所述第三段形成螺纹连接，且所述锁定螺母与所述托持本体的底部抵顶；所述连接块包括管状连接主体、以及套设在所述管状连接主体上的楔形体，所述管状连接主体的内壁上形成有内螺纹，所述管状连接主体套设在所述锚杆主体外且与所述锚杆主体螺纹连接，所述管状连接主体的底部凸出于所述楔形体，且所述管状连接主体的底部形成有与所述套筒相适配的外螺纹，以使所述管状连接主体的底部与所述套筒的顶部螺纹连接，其中，在竖直向上的方向上，所述楔形体的径向尺寸逐渐增大，并且，所述卡滞块的顶部形成有与所述楔形体外周面相适配的楔形面。
[0011]可选地，所述套筒、所述连接块和所述卡滞块分别设置为多个，多个所述套筒依次套设在所述锚杆主体外，每相邻两个所述套筒之间通过所述连接块连接，且每个所述套筒
的顶部分别设置有至少一个所述卡滞块；其中，所述连接块的管状连接主体的顶部凸出于所述楔形体，且所述管状连接主体的顶部形成有与所述套筒相适配的外螺纹，以用于与另一个套筒的底部螺纹连接。
[0012]可选地，所述卡滞块设置为多个，多个所述卡滞块沿所述套筒的周向均匀间隔设置。
[0013]可选地，所述卡滞块包括相互连接的安装部和卡滞部，所述安装部用于与所述套筒可转动连接，所述卡滞部包括相对设置的楔形面和卡滞面，所述楔形面用于贴附于所述楔形体的外周面，所述卡滞面上形成有多个卡滞纹路。
[0014]可选地，所述托持本体包括连接管、套设在所述连接管外的凹陷部分、以及套设在所述凹陷部分外的水平部分，所述通孔开设在所述连接管上，且所述通孔与所述连接管同轴设置，所述凹陷部分形成为环状结构，在竖直方向上，所述凹陷部分的中间部分的高度低于所述凹陷部分的周缘部分，所述凹陷部分的中间部分与所述连接管连接，所述周缘部分与所述水平部分连接，以使所述凹陷部分向下凹陷形成容纳腔，所述水平部分形成为环形板状结构。
[0015]通过上述技术方案，通过上述技术方案，在一方面，本申请通过设置的支护锚杆和防护排体对第三巷道的顶板形成可靠地支撑，有利于保证顶板的支护效果，避免出现塌落的岩层封堵住第三巷道的问题。在另一方面，本申请设置的防护排体以及砌石支撑等步骤，能够有效地进一步提升第三巷道的稳定性，进一步地避免塌落的岩层将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种切顶留巷无煤柱开采方法，其特征在于，包括：步骤S1：在煤层（100）上挖掘首尾依次连通的第一巷道（101）、第二巷道（102）、第三巷道（103）和第四巷道（104），其中，所述第二巷道（102）和所述第四巷道（104）相对设置，所述第一巷道（101）和所述第三巷道（103）相对设置，且所述第一巷道（101）作为第一采面（105）的上顺槽巷道，所述第三巷道（103）作为第一采面（105）的下顺槽巷道；步骤S2：沿所述第三巷道（103）的延伸方向，在所述第三巷道（103）的顶板上间隔设置多个支护锚杆（1）和多个聚能孔（2），其中，所述聚能孔（2）开设在所述支护锚杆（1）与所述第一采面（105）之间，并在所述支护锚杆（1）和所述聚能孔（2）之间设置防护排体（3），所述防护排体（3）的两端分别与所述第三巷道（103）的顶板和地面抵顶；步骤S3：对第一采面（105）进行回采，直至将第一采面（105）的煤层（100）采空，以形成第一采空区；步骤S4：利用聚能孔（2）对第一采空区的顶板进行定向边缘爆破，以形成预切裂缝；步骤S5：待第一采空区的顶板在重力的作用下塌落完成之后，利用防护排体（3）作为基准面，进行砌石支撑，并在砌石之间的空隙喷注混凝土进行加固；步骤S6：以第三巷道（103）作为第二采面的上顺槽巷道，在煤层（100）上挖掘第五巷道（106），所述第五巷道（106）与所述第三巷道（103）相对设置，且所述第五巷道（106）的两端分别与所述第二巷道（102）和所述第四巷道（104）连通，所述第五巷道（106）作为第二采面的下顺槽巷道；步骤S7：重复步骤S2至步骤S6，直至完成该煤层（100）的开采作业。2.根据权利要求1所述的切顶留巷无煤柱开采方法，其特征在于，在所述步骤S2或步骤S4中，还包括：在所述防护排体（3）与所述第三巷道（103）远离所述第一采面（105）的侧壁之间设置多根支撑杆，所述支撑杆的一端与所述防护排体（3）抵顶，所述支撑杆的另一端用于与所述第三巷道（103）远离所述第一采面（105）的侧壁或地面抵顶。3.一种切顶留巷无煤柱开采装置，其特征在于，应用于根据权利要求1或2所述的切顶留巷无煤柱开采方法，所述切顶留巷无煤柱开采装置包括用于设置于所述第三巷道（103）内的防护排体（3）；所述防护排体（3）形成为木质框架结构，所述防护排体（3）的横截面形成为等腰三角形结构，所述防护排体（3）对应于所述等腰三角形结构的底边的一侧用于放置于地面，所述防护排体（3）的顶部用于与所述第三巷道（103）的顶板抵顶。4.根据权利要求3所述的切顶留巷无煤柱开采装置，其特征在于，所述防护排体（3）包括第一水平杆（31）、第二水平杆（32）和第三水平杆（33），所述第一水平杆（31）和所述第二水平杆（32）之间通过多根间隔设置第一连接杆（34）连接，所述第三水平杆（33）位于所述第一水平杆（31）和所述第二水平杆（32）的上方，每根所述第一连接杆（34）通过两根第二连接杆（35）和一根第三连接杆（36）与所述第三水平杆（33）连接，两根所述第二连接杆（35）的一端分别与所述第三水平杆（33）连接，两根所述第二连接杆（35）的另一端分别与所述第一连接杆（34）的两端连接，所述第三连接杆（36）的两端分别与所述第三水平杆（33）的中部和所述第一连接杆（34）的中部的连接；其中，每相邻两根第一连接杆（34）之间形成有用于供安置砌石的空间。5.根据权利要求4所述的切顶留巷无煤柱开采装置，其特征在于，所述防护排体（3）还
包括多个挡板（37），所述第一水平杆（31）上开设有用于供所述挡板（37）的一端插入的放置槽（311）。6.根据权利要求3所述的切顶留巷无煤柱开采装置，其特征在于，所述切顶留巷无煤柱开采装置还包括用于加固第三巷道（103）顶板的支护锚杆（1）；所述支护锚杆（1）包括锚杆主体（11）、套筒（12）、连接块（13）、卡滞块（14）、托持件（15）和锁定件（16）；所述锚杆主体（11）形成为杆状结构，所述锚杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大龙，杨卫林，张波，王斐，赵正为，
申请(专利权)人：云南滇东雨汪能源有限公司，
类型：发明
国别省市：