三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法
2023-05-31 16:06:36 1
三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法
【專利摘要】本發明涉及三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法，可有效解決現有技術容易產生煤層與頂板離層、冒頂等隱患，工作面的回採率低的問題，其解決的技術方案是，巷道斷面採用矩形斷面，巷道寬3～4m，留1～2m的頂煤，留1～2m的底煤，巷道高度3～4m；設置錨杆長度1-2m，錨索長度5-8m，採用頂板全錨索兩幫錨杆+錨網+鋼帶+託板、鎖具的支護形式；巷道施工到設計位置後貫通形成開切眼，開切眼採用人工臥底的形式沿煤層底板布置，兩端與巷道之間有10-20m的過渡段，過渡段逐漸抬高與兩側巷道搭接，進行綜採放頂煤一次採全厚，本發明勞動強度小，工作面的回採率高，是厚煤層綜放開採一次採全厚的採煤方法上的創新。
【專利說明】三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦領域，特別是一種三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法。
【背景技術】
[0002]三軟煤層指煤礦開採中遇到的軟的頂板巖層、軟的主採煤層和軟的煤層底板巖層，一般情況下，具有三軟特徵的煤礦煤層和頂底板均為軟弱巖層。對井工開採的煤礦，厚煤層指煤層厚度3.0?8.0 m的煤層，對厚煤層的開採方法有分層開採、大採高一次採全厚，放頂煤一次採全厚三種方法，其中，採用放頂煤採煤方法時，具有掘進率低、效率高、適應性強以及易於實現高產等優勢，是目前厚煤層開採中普遍推廣的一種採煤工藝，但在三軟厚煤層條件下進行放頂煤開採時會遇到巷道支護困難，回採率低等問題。
[0003]厚煤層綜放開採一次採全厚的採煤方法具體是在開採厚煤層時，沿煤層的底板布置一個採高為2?3m的採煤工作面，工作面兩端的巷道一般沿煤層底板掘進，用綜合機械化方式進行回採，利用礦山壓力的作用等方法，使頂煤破碎成散體後，由支架後方或上方的「放煤窗口」放出，並由刮板運輸機運出工作面。放頂煤支架前後各有一部刮板輸送機，前面的刮板機輸送採煤機割下的煤炭，支架後面的刮板機輸送放煤口放出的煤炭。
[0004]巷道支護有兩種支護形式，一種是被動支護，既傳統的兩個棚腿和一個頂梁組成的棚式支護，這種支護結構只有當巷道圍巖發生變形後才能被動地對圍巖施加支護力，對巷道的支護效果是有限的；另一種是主動支護，既採用錨杆、錨索、金屬網、鋼帶等形成的支護結構，由於錨索、錨杆一端通過樹脂藥卷和圍巖錨固在一起，另一端通過索具或螺母擰緊的方式對杆體進行張拉，並通過託板結構擴大這種張拉預應力對圍巖的受力面積，從而能主動對圍巖產生預緊力，這種支護方式，不但支護效果好，而且是施工機械化程度最高的支護方法。
[0005]煤炭回採工作面巷道布置方面，煤層回採工作面兩側至少各布置一條巷道與工作面形成貫通的通風、運輸系統。在三軟厚煤層條件下採用綜放開採一次採全厚的採煤方法時，巷道布置一般有兩種布置方式，一種是巷道沿底板布置留頂煤且巷道採用錨網支護技術，由於頂煤和頂板強度很小，導致支護比較困難，容易產生煤層與頂板離層、冒頂等隱患，所以有些礦井在這種條件下採用棚式支架被動支護形式，但生產效率低，採掘接替緊張，工人勞動強度大；另一種是巷道沿煤層頂板布置留底煤，巷道採用錨網索支護技術能保障巷道的穩定，但工作面的底煤會產生很大的三角區不能回採，導致工作面的回採率降低。
[0006]綜上所述，研發一種適合三軟厚煤層條件下，既能採用錨網索支護技術，又能保證工作面回採率的綜放開採方法是目前亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]針對上述情況，為解決現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法，可有效解決現有技術容易產生煤層與頂板離層、冒頂等隱患，生產效率低，採掘接替緊張，工人勞動強度大，工作面的回採率低的問題。
[0008]本發明解決的技術方案是，I)回採巷道布置:煤層兩側的巷道斷面採用矩形斷面，巷道寬3?4m，巷道布置沿煤層中部掘進，留I?2m的頂煤，留I?2m的底煤，巷道高度3?4m，兩側巷道之間布置有相連通的綜放開採一次採全厚工作面；
2)巷道支護:根據三軟厚煤層的特點以及錨網索主動支護的特點，設置錨杆長度l-2m，錨索長度5-8m，由於煤層頂板的頂煤為l_2m，錨杆一端不能進入頂板的堅硬巖層，支護效果有限，所以採用頂板全錨索兩幫錨杆+錨網+鋼帶+託板、鎖具的支護形式；
3)工作面布置及回採:巷道施工到設計位置後貫通形成開切眼，開切眼採用人工臥底的形式沿煤層底板布置，兩端與巷道之間有10-20m的過渡段，過渡段逐漸抬高與兩側巷道搭接，在此條件下進行放頂煤開採，能保障工作面回採率，在開切眼內布置採煤機、綜放液壓支架、刮板輸送機及配套設備後形成綜放開採一次採全厚工作面，進行綜採放頂煤一次採全厚。
[0009]本發明方法簡單，使用效果好，生產效率高，勞動強度小，工作面的回採率高，是厚煤層綜放開採一次採全厚的採煤方法上的創新。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明三軟厚煤層巷道示意圖。
[0011]圖2為本發明圖1的1-1劑面不意圖。
[0012]圖3為本發明圖1的I1-1I剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0014]由圖1-3給出，本發明包括以下步驟:
1)回採巷道布置:煤層兩側的巷道I斷面採用矩形斷面，巷道I寬3?4m，巷道I布置沿煤層2中部掘進，留I?2m的頂煤，留I?2m的底煤，巷道高度3?4m，兩側巷道I之間布置有相連通的綜放開採一次採全厚工作面3 ；
2)巷道支護:根據三軟厚煤層的特點以及錨網索主動支護的特點，設置錨杆6長度l-2m,錨索7長度5-8m,由於煤層頂板的頂煤為l_2m,錨杆6 —端不能進入頂板的堅硬巖層，支護效果有限，所以採用頂板全錨索兩幫錨杆+錨網+鋼帶+託板、鎖具的支護形式；
3)工作面布置及回採:巷道施工到設計位置後貫通形成開切眼，開切眼採用人工臥底的形式沿煤層底板4布置，兩端與巷道I之間有10-20m的過渡段5，過渡段5逐漸抬高與兩側巷道I搭接，在此條件下進行放頂煤開採，能保障工作面回採率，在開切眼內布置採煤機、綜放液壓支架、刮板輸送機及配套設備後形成綜放開採一次採全厚工作面3，進行綜採放頂煤一次採全厚。
[0015]實施例1
以煤層厚度為6m，巷道寬4m，高3m為例，具體施工分三個步驟:
1)回採巷道布置:巷道沿煤層中部掘進，留Im底煤，2m頂煤，巷道斷面4mX3m，巷道採用掘進機掘進，掘進1.2m進行支護；
2)巷道支護:巷道支護採用頂板全錨索+錨網+鋼帶+託板、鎖具，錨索長6m，直徑Φ 17.81mm,錨索排距0.6m,間距0.8m,兩幫錨杆+金屬網+託盤螺母，錨杆長2.0m,直徑Φ20ι?πι,錨杆排距0.6m,間距0.8m ；
3)工作面布置及回採:巷道施工到設計位置後貫通形成開切眼，開切眼進行人工臥底，將底板進行人工開挖沿煤層底板布置，兩端與工作面搭接部分形成10-20m的過渡段，由於巷道底煤只有lm，所以過渡段的三角煤較少，能保證回採率，然後，在開切眼內布置採煤機、綜放液壓支架、刮板輸送機及配套設備後形成綜放開採一次採全厚工作面，進行綜採放頂煤一次採全厚。
[0016]本發明方法特別適合煤層厚度6m左右的三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法一次採全厚，相對於沿頂板布置的底煤三角煤損失小，能保障工作面回採率，方法簡單，使用效果好，生產效率高，勞動強度小，工作面的回採率高，是厚煤層綜放開採一次採全厚的採煤方法上的創新。
【權利要求】
1.一種三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)回採巷道布置:煤層兩側的巷道I斷面採用矩形斷面，巷道(I)寬3?4m，巷道(I)布置沿煤層⑵中部掘進，留I?2m的頂煤，留I?2m的底煤，巷道高度3?4m，兩側巷道(I)之間布置有相連通的綜放開採一次採全厚工作面(3)； 2)巷道支護:根據三軟厚煤層的特點以及錨網索主動支護的特點，設置錨杆(6)長度l-2m，錨索(7)長度5-8m，由於煤層頂板的頂煤為l_2m，錨杆(6) —端不能進入頂板的堅硬巖層，支護效果有限，所以採用頂板全錨索兩幫錨杆+錨網+鋼帶+託板、鎖具的支護形式； 3)工作面布置及回採:巷道施工到設計位置後貫通形成開切眼，開切眼採用人工臥底的形式沿煤層底板(4)布置，兩端與巷道(I)之間有10-20m的過渡段(5)，過渡段(5)逐漸抬高與兩側巷道(I)搭接，在此條件下進行放頂煤開採，能保障工作面回採率，在開切眼內布置採煤機、綜放液壓支架、刮板輸送機及配套設備後形成綜放開採一次採全厚工作面(3)，進行綜採放頂煤一次採全厚。
2.根據權利要求1所述的三軟厚煤層巷道託頂留底錨網索主動支護綜放開採方法，其特徵在於，所述煤層厚度為6m，巷道寬4m，高3m時，按以下步驟進行: 1)回採巷道布置:巷道沿煤層中部掘進，留Im底煤，2m頂煤，巷道斷面4mX3m，巷道採用掘進機掘進，掘進1.2m進行支護； 2)巷道支護:巷道支護採用頂板全錨索+錨網+鋼帶+託板、鎖具，錨索長6m，直徑Φ 17.81mm,錨索排距0.6m,間距0.Sm,兩幫錨杆+金屬網+託盤螺母，錨杆長2.0m,直徑Φ20ι?πι,錨杆排距0.6m,間距0.8m ； 3)工作面布置及回採:巷道施工到設計位置後貫通形成開切眼，開切眼進行人工臥底，將底板進行人工開挖沿煤層底板布置，兩端與工作面搭接部分形成10-20m的過渡段，由於巷道底煤只有lm，所以過渡段的三角煤較少，能保證回採率，然後，在開切眼內布置採煤機、綜放液壓支架、刮板輸送機及配套設備後形成綜放開採一次採全厚工作面，進行綜採放頂煤一次採全厚。
【文檔編號】E21D20/00GK104405392SQ201410547989
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】徐學鋒, 劉少偉, 張輝, 宋勤法, 姜彥軍, 司亮, 龐龍龍, 張 浩, 李正可, 黃少龍, 姚丙傲, 何小軍, 于濤, 冉輝 申請人:河南理工大學