[发明专利]一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层的开采方法，尤其与煤层倾角超过30°的坚硬顶板条件下的长壁工作面的煤层开采方法有关。

背景技术

为了提高推进速度和高效生产，大倾角煤层的综采已经在我国取得较多的推广和应用，并取得良好的经济技术效益，但是与大倾角煤层相对应的沿空巷道维护技术严重滞后。目前大倾角煤层工作面主要采用巷旁砌筑矸石墙的方法进行留巷和留煤柱开采的沿空巷道的维护。由于煤层倾角增大，煤层开采后，采场顶板也发生与水平煤层顶板不同的矿压显现规律。在倾斜坚硬顶板条件下，悬顶面积较水平煤层顶板大，会带来采场压力的加大，而采场压力大造成沿空巷道很难维护。目前对于大倾角煤层开采下沿空巷道的维护主要采用留煤柱支撑采场悬露顶板，保护沿空巷道不被压坏。但是这种方法不能很好解决和实现大倾角煤层长壁工作面坚硬顶板条件下的无煤柱开采，这是因为：

若采用留煤柱维护沿空巷道时，留设煤柱过小，则煤柱难以支撑采场顶板压力，起不到保护沿空巷道的作用，此时沿空巷道容易被压坏，变形过大，不能使用；若留设煤柱过大，虽然可以支撑采场顶板压力，但是会浪费大量煤炭资源无法回采，造成资源损失和浪费；并且留设煤柱会引起煤与瓦斯突出，冲击矿压等严重灾害，造成设备损毁和人员的巨大伤亡，安全隐患巨大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种沿空巷道稳定、变形小、实现无煤柱开采且成本低廉、安全性高的大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法，包括如下步骤：

（1）在煤层上挖掘两个巷道作为首采面的上顺槽巷道与下顺槽巷道，所述上顺槽巷道与下顺槽巷道两端分别通过另外两巷道相互连通；

（2）在所述下顺槽巷道内顶板安装恒阻大变形锚杆，并沿所述下顺槽靠近所述开采面的一侧向顶板上加工一排垂直聚能爆破孔，并实施爆破预裂，形成预裂切缝；

（3）沿所述下顺槽靠近所述开采面的侧壁架设支撑所述下顺槽巷道内顶板的柱体并在所述柱体靠近开采面的侧面上贴设防护层；

（4）在所述开采面进行回采，直至形成采空区，随着煤层回采面的不断扩大，所述回采面的顶板最后沿所述一排垂直聚能爆破孔形成的预裂切缝发生垮落，并被阻挡在所述防护层之外；

（5）当所述回采面的顶板滑落完成后，撤出所述下顺槽巷道内的所述柱体，并在所述下顺槽的上帮挂网及喷射混凝土，形成封闭岩石和矸石表面的支护层；

（7）以原下顺槽巷道位置自动形成的巷道作为下一开采面的上顺槽巷道，并挖掘相对该上顺槽巷道的下顺槽巷道，形成新的开采面；

（8）重复所述步骤（2）-（7），连续开采煤炭，直至该煤层开采完毕。

进一步，所述步骤（2）中，所述柱体为具有异形垫板的单体液压柱。

进一步，所述单体液压柱顶端架设在所述恒阻大变形锚杆的槽钢托梁内。

进一步，所述步骤（3）中，所述防护层为防护木排。

进一步，所述步骤（6）中，所述可注浆恒阻长锚杆的设定注浆压力为2MPa。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中在下顺槽巷道内顶板安装恒阻大变形锚杆，并沿其上帮侧加工一排垂直聚能爆破孔，沿其侧壁架设柱体，并贴设防护层，以使采空区顶板沿预裂切缝垮落，并同时避免下顺槽顶板遭到破坏，防止垮落小矸石进入下顺槽巷道，使得原下顺槽巷道位置自动成巷，然后以该巷道为下一开采面的上顺槽巷道继续下一轮开采，每两个开采面之间是连续的，无煤柱支撑，沿空巷道稳定、变形小，也不会引起煤与瓦斯突出，冲击矿压等严重灾害，成本低廉、安全性高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法中开采面结构俯视示意图；

图2为本发明一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法中开采面主视剖视结构示意图；

图3为本发明一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法中开采面回采后结构示意图；

图4为本发明一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法中开采面顶板垮落后结构示意图；

图5为本发明一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法中可注浆恒阻长锚杆注浆结构示意图；

图6为本发明一种大倾角煤层长壁工作面无煤柱开采方法中锚杆机和恒阻大变形锚杆连接示意图；