[发明专利]一种固体充填采煤工作面分层保留伪顶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿保留伪顶方法，尤其是一种适用于固体充填采煤工作面由采伪顶开采到留伪顶开采过渡阶段的分层留伪顶采煤方法。

背景技术

伪顶是介于煤层与直接顶之间的松软岩层，随采随落，在煤质地层中发育不稳定。我国存在数量众多的采煤工作面在推进过程中，由于煤层赋存条件的变化，伪顶发育，使得工作面开采时面临采伪顶留底煤的问题。采伪顶留底煤不仅会降低煤炭采出率，影响煤质，加大原煤含矸率和工作面设备磨损，同时会增加井下运输与地面洗选负担。

目前我国矿井普遍采用找底托顶的方式解决这一技术难题。相较于传统垮落法开采，固体充填开采由于充填体对采空区上覆岩层提供了有效支撑，工作面矿压显现不明显，伪顶相对比较容易控制，因此更容易实现采伪顶留底煤向保留伪顶开采的过渡。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种固体充填采煤工作面分层保留伪顶方法，以解决由于工作面因地质条件变化遇到较厚不稳定伪顶而造成的问题，实现工作面由开采伪顶到留伪顶开采的安全快速过渡。

技术方案：本发明的固体充填采煤工作面分层保留伪顶方法，在工作面采煤和采空区充填的过程中，固体充填采煤工作面处于采伪顶开采到留伪顶开采的过渡阶段，通过“分层留顶，逐步加大”保留伪顶，将伪顶分为n层，采用每次保留一层分层伪顶的方式将整个伪顶保留下来。

所述“分层留顶，逐步加大”保留伪顶的过程如下：

a.保留伪顶前，在工作面割煤完毕之后，沿工作面推进方向采用常规的“锚杆a+锚索+金属网+钢筋梯梁a”联合支护的方式对支架前方整个工作面悬露出来的顶板进行加强支护，加强支护参数据根据工作面实际情况确定，同时按设计要求保证采空区充填质量；

b.顶板加强支护完成后，对整个伪顶进行分层，根据伪顶的岩性、伪顶厚度h及伪顶的冒落情况，将伪顶分为n层，每个分层伪顶的厚度为h/n；

c.先保留第一分层伪顶，第一分层伪顶保留前，在支架掩护下，采用“锚杆b+金属网+钢筋梯梁b”联合支护方式，对第一分层伪顶的边缘区域进行加固；

d.第一分层伪顶加固完成后，将采煤机割煤高度降低至第一分层伪顶的厚度值，调整采煤机之后继续进行割煤；支护工跟随采煤机按常规采用“锚杆c+金属网+钢筋梯梁b”联合支护的方式对悬露出来的第一分层伪顶及时进行支护，联合支护参数根据伪顶分层厚度及伪顶稳定性确定；支架跟机移架及时支护顶板，直至工作面所有支架均完全进入第一分层伪顶区域下部；

e.待第一分层伪顶区域下部的工作面稳定后，进入下一分层伪顶保留的准备工作，联合支护参数根据伪顶稳定性及工作面实际情况确定，锚杆c垂直于顶板布置，排距与采煤机每刀进尺相同；

f.重复步骤c、d、e的过程，完成各分层伪顶的保留，直至将整个伪顶保留下来。

所述对顶板进行加强支护的支护段距离为15～20m。

所述的锚杆b斜向上与推进方向成30°指向煤壁内侧。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明在固体充填采煤工作面采煤-充填的同时，将伪顶分成多层，采取每次留一层伪顶的方式将整个伪顶保留下来，工作面前方实现对煤壁及伪顶的及时支护，结合工作面后方采空区的固体充填对顶板的有效控制，达到对伪顶的控制，实现采煤工作面由采伪顶留底煤阶段向保留伪顶开采阶段的安全、快速过渡。完成整个伪顶的保留，使工作面顺利地由开采伪顶阶段过渡到留伪顶开采的阶段，为我国类似条件下伪顶保留提供了一种切实有效、经济实用的技术方案，其科学与工程意义重大。

附图说明

图1(a)为本发明的第一分层伪顶保留前工作面悬露顶板的截面加强支护示意图；

图1(b)为本发明的第一分层伪顶保留前工作面悬露顶板的俯视加强支护示意图；

图2(a)为本发明的第一分层伪顶保留前的截面伪顶加强支护示意图；

图2(b)为本发明的第一分层伪顶保留前的伪顶加强支护结构示意图；

图3(a)为本发明的第一分层伪顶保留过程中悬露伪顶的截面支护示意图；

图3(b)为本发明的第一分层伪顶保留过程中悬露伪顶的支护结构示意图；

图4(a)为本发明的第二分层伪顶保留前的截面伪顶加固支护示意图；

图4(b)为本发明的第二分层伪顶保留前的伪顶加固支护结构示意图；

图5为本发明的整个伪顶保留完成后的工作面效果示意图。

图中：1—锚杆a，2—锚索，3—金属网，4—钢筋梯梁a，5—顶板，6—伪顶，7—锚杆b，8—钢筋梯梁b，9—第一分层伪顶，10—锚杆c。