[发明专利]极近距离煤层开采围岩巷道布置方法

说明书

本发明公开了一种极近距离煤层开采围岩巷道布置方法，根据下层煤巷道与上层开采区的采空区的相对位置分为三种巷道布置方式，包括外错式巷道布置方式、重叠式巷道布置方式和内错式巷道布置方式，针对两层极近距离下部煤层和上、中、下三个层位的极近距离煤层群下部煤层两种情况，根据不同的上部煤柱宽度，分别采用上述三种不同的巷道布置方式。本发明所提供的极近距离煤层开采围岩巷道布置方法，形成了一套较为完善的极近距离下部煤层开采辅助技术，为实现极近距离下部煤层安全回采提供了可靠的技术保障，保证了矿井正常的生产衔接，并起到显著的经济效益；也提高近距离煤层开采的安全性、高效性与经济性。

技术领域

本发明涉及煤矿下的煤炭开采围岩领域，具体为一种极近距离煤层开采围岩巷道布置方法，适用于现有煤矿开采中极近距离煤层的开采。

背景技术

现在，近距离煤层在我国相当普遍。所谓近距离煤层，是指两层或多层煤层分布距离很近，下层煤的顶板厚度一般仅有几米厚，这样，在开采完上部煤层后，下层煤层便出现特殊的顶板条件，使开采变得比较困难。近距离煤层由于顶板破碎，稳定性差，受支架支撑后易过早破碎冒落。

对于煤层群开采，当煤层层间距离较大时，上部煤层开采后对下部煤层的开采影响程度很小，其矿压显现规律，开采方法不受上部煤层开采影响，与普通单一煤层开采基本相同。但是，随着煤层间距离减小，上下煤层间开采的相互影响会逐渐增大，特别是当煤层间距很近时，下部煤层开采前顶板的完整程度已受上部煤层开采损伤影响， 其上又为上部煤层开采垮落的矸石，且上部煤层开采后残留的区段煤柱在底板形成的集中压力，导致下部煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化，从而使下部煤层开采与单一煤层开采相比出现了许多新的矿山压力现象，主要表现在下部煤层开采时，工作面极易发生顶板冒、漏事故，与上部煤层采空区沟通，造成工作面漏风，回采巷道的矿山压力显现十分明显，压力传递规律特殊，巷道围岩移近量大，巷道支护困难，而现有单一煤层开采顶板岩层控制理论和经验，不能很好地解释这种矿压现象及机理。因此在极近距离煤层开采的过程中，存在许多技术难题，探索出一种适用于极近距离下部煤层回采巷道的布置，对煤层极近距离煤层开采的安全生产具有重要意义。

发明内容

本发明为了解决极近距离煤层开采巷道的布置问题，提供了一种极近距离煤层开采围岩巷道布置方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种极近距离煤层开采围岩巷道布置方法，根据下层煤巷道与上层开采区的采空区的相对位置分为三种巷道布置方式，包括外错式巷道布置方式、重叠式巷道布置方式和内错式巷道布置方式，由于极近距离下部煤层回采巷道布置要考虑多种因素，尤其是在非均匀荷载作用下，极近距离下部煤层回采巷道容易破坏；而且极近距离下部煤层回采巷道即使布置在应力降低区内，也容易出现煤柱侧顶板和巷帮位移量大于另一侧的现象，在支护中也易发生临煤柱侧棚腿折损、破坏及出现巷道底臌现象。因此在考虑了众多因素的情况下，极近距离煤层开采的下层煤巷道的布置方式分为了以下三种：

（1）外错式巷道布置方式：

根据上层开采区的采空区位置，采空区旁边一侧为上层煤巷道，将下层煤巷道布置在上层煤巷道的外侧，即下层煤巷道位于采空区下层的外侧，上层煤柱下方。区段煤柱形成倒梯形，煤柱宽度减小，下层煤工作面长度加大，可提高煤炭的采出率，但是下煤层巷道位于上煤层区段煤柱应力增高区下，巷道掘进维护困难，不过顶板受采动影响较小，比较有利于锚网支护。巷道外错布置时，其顶板受采动影响较小，整体性保存较好，但由于受侧向支承压力影响明显，巷道顶板应力值比上部为破碎岩体处大，但位移值要小很多。围岩处于高应力区，围岩稳定性差，但是围岩侧稳定性差，并不意味着巷道不能维护，从煤柱载荷作用下底板岩层的应力分布规律可知，距离煤层底板越近应力集中系数越大；只要搞清围岩的应力状态、变形发展规律以及破坏区域，选择合理的支护方式及支护强度，巷道围岩的稳定性是完全可以得到控制的。这种布置方式的主要缺陷就是巷道支护成本有可能高出一般条件。

（2）重叠式巷道布置方式：