[发明专利]综采放顶煤采空区原巷道顶板下沿空掘巷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿采煤巷道掘进方法，具体方法为，将上区段工作面开采时进入到采空区的运输巷道充填起来，待上区段采空区上覆岩层运动稳定后，在上区段采空区原运输巷道顶板下沿空掘进下区段回风巷道的方法。 

背景技术

    目前，特厚煤层长壁工作面开采后，相邻工作面沿采空区的回采巷道有沿空留巷、留窄煤柱沿空掘巷和留煤柱掘巷三种方法。 

    在特厚煤层长壁工作面沿空留巷需要在巷道的采空区一侧构筑混凝土墙。这种方法的缺点：首先是工程量很大，劳动强度大，成本很高；其次工作面下端头是一个生产最繁忙的地方，在此构筑混凝土墙，采煤工作将受到严重影响，工作面很难组织正规循环；第三，混凝土墙很快就受到顶板运动载荷的作用，来不及达到终凝强度，一旦达到强度极限受到破坏，顶板将隐藏着很大的不安全隐患。第四，由于混凝土墙受载较早，不能将载荷转移到相邻工作面煤体深处，要求该墙应具备很高的强度，在较高支承压力作用下，巷道的顶、底板经常出现压顶和底鼓现象，影响巷道正常的使用功能。第五，人工构筑混凝土墙也增加了开采成本。 

    后采工作面的回风巷道处于先采工作面采空区边缘，对于留煤柱掘巷方式来说主要的缺点是：首先，当煤柱尺寸选择不当时，可能使所掘巷道处于采空区边缘支承压力范围内，导致巷道变形严重，维护困难，甚至产生危及生命安全的冲击地压。其次，为避开支承压力峰值的影响，必须留较大尺寸的煤柱，增加煤炭损失，降低了煤炭的生产率。如何准确选择出既不受支承压力影响，又煤炭损失少的最优煤柱尺寸，还是一个难题。 

   留窄小煤柱沿空掘巷虽然理论上讲巷道围岩处于卸压带，避开了峰值支承压力的影响，但巷道变形严重，巷道维修量巨大，需要开帮扩宽，卧底拉架，劳动强度大，工效低。现场实际要找出卸压和支护的平衡点也是很难的，不仅如此，沿空巷道实体煤一侧也经常受冲击矿压隐患的威胁。 

发明内容

本发明的目的就是要提供一种综采放顶煤采空区原巷道顶板下沿空掘巷的方法，与现有技术相比，具有安全、高效、煤炭损失少、成本低、巷道工程质量高的优点。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种综采放顶煤采空区原巷道顶板下沿空掘巷的方法，包括以下步骤：在采、盘区内划分区段，在区段的上部边界布置工作面回风巷道，在区段的下部边界布置工作面运输巷道，用开切眼联结上部工作面回风巷道和下部运输巷道形成采煤系统，布置出长壁综采放顶煤工作面；按照正常开采顺序进行开采，上区段工作面为先采工作面，下去段工作面为后采工作面。先采工作面开采时，运输巷道一侧的端头支架不放顶煤，支架向前推移后，端头支架上方的顶煤自然垮落到采空区；同时，向进入到采空区内的运输巷道内充填填充物，边开采边充填；上区段采完后，上区段的上覆岩层持续运动，上区段运输巷道的顶板和下帮在垮落顶煤和充填体的支承下充分泄压，同时也得到保护；待上覆岩层运动结束，形成力学平衡结构之后，在原运输巷道顶板之下对充填物和运输巷道鼓起的底板进行掘进，同时对上帮垮落的顶煤进行支护成为新的巷道上帮，所掘出巷道用作为下区段的工作面回风巷道。

进一步的，在上区段开采前，加强上区段下运输巷道顶板和实体煤帮的支护参数，使其能够承受多次采动以及掘进的影响。 

进一步的，端头支架移走后，向该处运输巷道上帮自然垮落并堆积的顶煤进行注浆，预防松散堆积的顶煤漏风和自燃。 

进一步的，充填填充物时，每隔一定距离，在上区段的下运输巷道内构建隔离墙，将填充物封闭到采空区。 

进一步的，新掘进形成的下区段上回风巷道的上帮进行锚注支护，顶板和下帮局部修复。 

进一步的，用致密防漏风材料薄喷新掘巷道的上帮，隔绝与一切可能与采空区导通的通道。 

进一步的，用填充物保护上区段运输巷道顶板时，既要确保充填体充实巷道，并具有一定的刚度，又要使顶底板和实体煤帮有足够的卸压空间，留有缩量。 

进一步的，所述的填充物为充煤袋或煤堆的至少一种。 

本发明的工作原理以及有益效果表现在： 

本发明的精髓是将在上区段的运输巷道进行了充填保留，然后待上区段开采完毕后，再在本巷道位置进行重新掘进，形成下区段的上回风巷道。

在保护巷道中采用以下辅助手段：随着开采的推进在原巷道内充填填充物（充煤袋或者堆煤）；位于巷道采空区侧的端头支架不放煤，其上顶煤自然垮落，形成对顶板的新的支撑。在此区域上覆岩层运动稳定后，形成力学平衡拱，对巷道围岩提供掩护。