[发明专利]一种易于回撤通道留设的采场顶板管理办法

说明书

本发明公开了一种易于回撤通道留设的采场顶板管理办法，通过对于顶板岩层周期来压步距的调整，对于存在异常涌水隐患的矿井，能够有效避免回采工作面出现顶板涌水甚至突水事故，确保回撤过程中的巷道安全可靠。也可改变回撤通道围岩周边塑性区的分布，易于留设回撤通道，以保证无异常涌水隐患为前提。对于无异常涌水隐患的矿井，通过改变回撤通道围岩主应力方向，改善塑性区分布情况，减轻回撤巷道的矿压显现程度，使得回撤通道易于留设，便于回撤工作的有序进行。

技术领域

本发明属于矿井安全生产技术领域，具体涉及一种易于回撤通道留设的采场顶板管理办法。

背景技术

现代高产高效矿井生产过程中广泛使用回撤通道服务于煤矿井下回采工作面的搬家工序，有效的缩短了回采工作面的搬家时间，提高了矿井生产过程中的接替效率。然而，随着回采工作面的不断推进，煤体前方的回撤通道会受到由采动过程中引起的超前支承压力的影响，巷道顶板附近岩体中纵向涌水裂隙的发育，沟通含水岩层，造成回采工作面异常涌水甚至发生突水事故的发生。此外，回撤通道受剧烈超前支承压力的影响，使其围岩应力处于极不等压状态下，呈现蝶形塑性区的破坏特征，致使回撤通道出现剧烈的矿压显现，特别是回撤通道的顶底板及两帮极易出现变形、垮落甚至巷道完全损毁。严重影响回采工作面的正常搬家，不利于煤矿生产的平稳接替。

发明内容

本发明提供了一种易于回撤通道留设的采场顶板管理方法，减轻回撤通道所受超前支承压力的影响，保护回撤通道免受顶板异常涌水影响，同时减少回撤巷道的围岩变形程度，使得回撤通道更易留存，确保矿井安全生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种易于回撤通道留设的采场顶板管理办法，对于存在回撤通道顶板岩层异常涌水的隐患情况的矿井，通过调节主关键层下位亚关键层的周期来压步距，调节巷道顶板岩层中纵向涌水裂隙的位置，避免回采工作面出现异常涌水甚至突水等灾害；

周期来压步距的调节是通过调节回采工作面的推进速度实现的，回采工作面的推进速度与顶板周期来压步距的关系为：，根据本公式求得调整周期来压步距所需要的回采工作面推进速度v；L为调整后的周期来压步距，m；L₀为调整前的周期来压步距，m；v为回采工作面调整后的推进速度，m/天；v₀为回采工作面调整前的推进速度，m/天；f为周期来压步距敏感系数；M为采煤高度，m；为直接顶厚度，m；k₁为初期岩体碎胀系数；k₂为后期岩体碎胀系数。

一种易于回撤通道留设的采场顶板管理办法，对于无回撤通道顶板岩层涌水异常隐患情况的矿井，根据蝶形塑性区理论中巷道围岩区域主应力方向与塑性最大破裂深度的关系，通过调节主关键层的周期来压步距，改变关键层破断块体长度，进而改变回撤巷道围岩主应力方向，使得塑性区的分布有利于回撤巷道的留存；

周期来压步距的调节是通过调节回采工作面的推进速度实现的，回采工作面的推进速度与顶板周期来压步距的关系为： ，根据本公式求得调整周期来压步距所需要的回采工作面推进速度v；L为调整后的周期来压步距，m；L₀为调整前的周期来压步距，m；v为回采工作面调整后的推进速度，m/天；v₀为回采工作面调整前的推进速度，m/天；f为周期来压步距敏感系数；M为采煤高度，m；为直接顶厚度，m；k₁为初期岩体碎胀系数；k₂为后期岩体碎胀系数。

本发明产生的有益效果是：通过对于顶板岩层周期来压步距的调整，对于存在异常涌水隐患的矿井，能够有效避免回采工作面出现顶板异常涌水甚至突水事故，确保回撤过程中的巷道安全可靠。（也可改变回撤通道围岩周边塑性区的分布，易于留设回撤通道，以保证无异常涌水隐患为前提）对于无异常涌水隐患的矿井，通过改变回撤通道围岩主应力方向，改变塑性区分布情况，减轻回撤巷道的矿压显现程度，使得回撤通道易于留设，便于回撤工作的有序进行。

附图说明