一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法技术

本发明专利技术公开一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，涉及煤矿开采技术领域，回撤巷道利用注浆的方式加固上下山侧保护煤柱，保持煤柱的完整性，充分发挥煤柱的自承能力；在巷道顶板和工作面侧帮，针对强开采扰动影响，提出采用有限让压的支护方式；针对切顶爆破后的顶板关键层悬臂梁特征，提出采用偏离巷道中心的补强锚索二次加固的方法

【技术实现步骤摘要】
一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法


[0001]本专利技术涉及煤矿开采
，特别是涉及一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法
。

技术介绍

[0002]深部煤炭开采的主要方式为井工开采，以立井到达煤层开采水平，沿煤层走向开拓运输大巷和布置采区，每个采区是在运输大巷中以石门进入煤层，再沿煤层倾向开拓采区上山或采区下山巷道
(
简称采区上下山
)
，在采区上下山中沿煤层走向开若干进口和若干巷道形成后退式开采工作面，其中采区上下山服务年限长，要满足整个采区开采期间的正常运行，要求巷道质量高，一般多通过留设煤柱的方式进行维护
。
当工作面停采线距采区上下山较远时，即采区上下山的保护煤柱尺寸较大时，采区上下山处于工作面回采造成的超前支承压力影响范围以外，工作面开采对采区上下山的影响较小，基本不会引起巷道变形等矿压显现，但此时的煤柱尺寸较大，对应的资源损失也较多；当工作面停采线距采区上下山较近时，即采区上下山的保护煤柱尺寸较小时，对应的资源损失较少，但工作面回采造成的超前支承压力对采区上下山的影响将较明显，甚至造成大幅顶板下沉
、
煤壁片帮等剧烈的矿压显现
。
[0003]在采区中，当工作面回采完毕，回撤液压支架
、
采煤机
、
刮板输送机等设备时，可通过在采区上下山和工作面停采线之间开掘回撤巷道来实现
。
此外，回撤巷道还可以减缓工作面开采引起的超前支承压力的传递，起到保护采区上下山的目的，而在采区上下山受到保护的前提下，采区上下山可选择较小的保护煤柱，实现减少资源损失的目的
。
可以看出，回撤巷道不仅可实现工作面的顺利回撤，同时可减少资源损失，则在条件允许的前提下应在采区上下山和工作面停采线间布置回撤巷道
。
[0004]由于回撤巷道距工作面停采线较采区上下山距工作面停采线更近，则工作面采动超前支承压力对回撤巷道的影响将比采动超前支承压力对采区上下山的影响更加明显，对应的回撤巷道矿压显现将更加剧烈，采用普通掘进方式时回撤巷道变形将更大
。
同时，工作面的机电设备数量多
、
体积大
、
重量大，回撤巷道空间狭窄将直接影响到工作面设备回撤的安全和高效
。
鉴于此，有必要寻找一种合理的回撤巷道施工方法，实现减少资源损失
、
保护采区上下山
、
保障工作面设备顺利回撤的目的
。

技术实现思路

[0005]针对回撤巷道所处的空间位置和采动影响环境，本专利技术提供一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，充分发挥支护系统的整体支护效率，降低工人劳动强度，节省支护投资
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，包括以下步骤：
[0008]一
、
回撤巷道掘进
[0009]回撤巷道位于采区上下山和工作面停采线之间，回撤巷道掘进方向为自运输顺槽至回风顺槽；
[0010]二
、
回撤巷道初次支护
[0011]回撤巷道初次支护包括上下山侧帮支护
、
顶板支护和工作面侧帮支护；其中，
[0012]上下山侧帮支护包括预应力锚固支护和注浆加固；回撤巷道开掘后，在上下山侧帮中，首先采用预应力注浆锚杆，对围岩施加预应力，然后通过注浆锚杆对围岩进行注浆加固，注浆浆液采用具有膨胀作用的水泥浆；
[0013]顶板支护包括高强让压锚杆支护和高强让压锚索梁支护；
[0014]所述高强让压锚杆支护包括高强锚杆和锚杆让压构件，所述高强锚杆伸入围岩内，所述锚杆让压构件设置于所述高强锚杆的外端；
[0015]所述高强让压锚索梁支护包括高强锚索和钢梁，所述钢梁设置于所述回撤巷道顶部，所述高强锚索贯穿所述钢梁后伸入围岩内；
[0016]工作面侧帮支护包括高强让压锚杆支护；高强让压锚杆支护包括高强锚杆和锚杆让压构件；
[0017]三
、
回撤巷道内爆破切顶
[0018]支护完毕，采用深孔爆破的方式将顶板关键层切断；所述关键层指对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层；所述回撤巷道内，在工作面侧帮顶角位置施工爆破钻孔；
[0019]四
、
回撤巷道内二次加固锚索补强支护
[0020]爆破切顶后，采用二次加固锚索进行补强支护
。
[0021]可选的，所述回撤巷道采用矩形断面，宽
4.8
‑
5.5m
，高
4.0
‑
4.5m。
[0022]可选的，所述上下山侧帮支护中，注浆锚杆采用无缝钢管热轧加工而成，注浆锚杆直径
20
‑
22mm
，壁厚8‑
12mm
，注浆锚杆长度
2.6
‑
2.8m、
屈服强度为
500MPa
，注浆锚杆杆体设置有注浆孔，注浆孔间距
0.2
‑
0.3m。
[0023]可选的，所述上下山侧帮支护中，支护过程中，注浆锚杆间距取
0.8
‑
1.0m、
排距取
0.8
‑
1.0m
，上隅角锚杆向顶板方向上挑
15
°
，下隅角锚杆向底板方向下扎
15
°
。
[0024]可选的，顶板支护中，高强锚杆直径
20
‑
22mm
，长度
2.6
‑
2.8m
，屈服强度为
600MPa
；锚杆让压构件形状为环形，直径
30
‑
32mm
，高度8‑
10mm
，屈服强度为
500MPa
；锚杆让压构件屈服前后的高差为4‑
6mm
；支护过程中，高强锚杆间距取
0.8
‑
1.0m、
排距取
0.8
‑
1.0m。
[0025]可选的，顶板支护中，高强锚索直径
17.8
‑
21.6mm
，长度
7.3
‑
8.3m
，屈服强度为
1860MPa
；支护过程中，高强锚索排距取
1.6
‑
2.0m
，每排布置三根锚索
。
[0026]可选的，工作面侧帮支护中，高强锚杆直径
20
‑
22mm
，长度
2.6
‑
2.8m
，屈服强度为
600MPa
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：一
、
回撤巷道掘进回撤巷道位于采区上下山和工作面停采线之间，回撤巷道掘进方向为自运输顺槽至回风顺槽；二
、
回撤巷道初次支护回撤巷道初次支护包括上下山侧帮支护
、
顶板支护和工作面侧帮支护；其中，上下山侧帮支护包括预应力锚固支护和注浆加固；回撤巷道开掘后，在上下山侧帮中，首先采用预应力注浆锚杆，对围岩施加预应力，然后通过注浆锚杆对围岩进行注浆加固，注浆浆液采用具有膨胀作用的水泥浆；顶板支护包括高强让压锚杆支护和高强让压锚索梁支护；所述高强让压锚杆支护包括高强锚杆和锚杆让压构件，所述高强锚杆伸入围岩内，所述锚杆让压构件设置于所述高强锚杆的外端；所述高强让压锚索梁支护包括高强锚索和钢梁，所述钢梁设置于所述回撤巷道顶部，所述高强锚索贯穿所述钢梁后伸入围岩内；工作面侧帮支护包括高强让压锚杆支护；高强让压锚杆支护包括高强锚杆和锚杆让压构件；三
、
回撤巷道内爆破切顶支护完毕，采用深孔爆破的方式将顶板关键层切断；所述关键层指对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层；所述回撤巷道内，在工作面侧帮顶角位置施工爆破钻孔；四
、
回撤巷道内二次加固锚索补强支护爆破切顶后，采用二次加固锚索进行补强支护
。2.
根据权利要求1所述的用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，其特征在于，所述回撤巷道采用矩形断面，宽
4.8
‑
5.5m
，高
4.0
‑
4.5m。3.
根据权利要求1所述的用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，其特征在于，所述上下山侧帮支护中，注浆锚杆采用无缝钢管热轧加工而成，注浆锚杆直径
20
‑
22mm
，壁厚8‑
12mm
，注浆锚杆长度
2.6
‑
2.8m、
屈服强度为
500MPa
，注浆锚杆杆体设置有注浆孔，注浆孔间距
0.2
‑
0.3m。4.
根据权利要求1所述的用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，其特征在于，所述上下山侧帮支护中，支护过程中，注浆锚杆间距取
0.8
‑
1.0m、
排距取
0.8
‑
1.0m
，上隅角锚杆向顶板方向上挑
15
°
，下隅角锚杆向底板方向下扎
15
°
。5.
根据权利要求1所述的用于保护煤矿采区上下山的回撤巷道施工方法，其特征在于，顶板支护中，高强锚杆直径
20
‑
22mm
，长度
2.6
‑
2.8m
，屈服强度为
600MPa
；锚杆让压构件形状为环形，直径
30
‑
32mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青海，白光超，李圣江，张继华，史卫平，吕晓磊，任家成，殷鹏涛，马小勇，张宸硕，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：