[发明专利]一种采区无煤柱采掘方法

说明书

本发明公开了一种采区无煤柱采掘方法，其包括如下内容：(1)分区：将采区一翼分为一区段和二区段；(2)掘进：一区段和二区段内同时进行掘进作业；每次掘进作业包括交替进行的胶运顺槽的掘进和回风顺槽的掘进、对胶运顺槽和回风顺槽之间煤柱煤体的开采、及对煤柱空顶区的支护和充填作业；(3)回采：在一区段和二区段内交替进行回采作业。优点：本发明可用于薄煤层、中厚煤层和厚煤层开采，且对煤层顶、底板岩性没有硬性要求；煤柱回收和混凝土充填工作，是在胶运顺槽、回风顺槽巷道掘进期间穿插完成的，不会受到像综采工作面开采过程中伴随的大面积、高应力采动动压影响；混凝土充填柱的整体性好，承载性能高。

技术领域：

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及一种采区无煤柱采掘方法。

背景技术：

现有的井工煤矿中，采区无煤柱开采主要有两种：

一是切顶法，即超前综采工作面煤壁一定距离，提前在综采工作面的胶运顺槽巷道内，贴近煤壁一侧，向顶板打设深孔并采取爆破切顶的方法预裂顶板，或者采用专用设备切顶，使胶运顺槽顶板与综采工作面顶板不再成为一个整体；在综采工作面不断向前推进过程中，采空区顶板不断垮落；由于胶运槽顶板提前采取了高强度的支护方式，再加上顶板预裂技术，在综采工作面的不断推进过程中，胶运顺槽顶板并不会垮落，保留下来的胶运顺槽即可用作相邻的下一个综采工作面的回风顺槽；这种无煤柱开采方法，每个综采工作面只需要掘进一条胶运顺槽和一个切眼，再加上回采过程中沿采空区保留下来的一条顺槽，即形成备用综采工作面。

二是砌筑混凝土墙隔离法，即胶运顺槽在掘进时采用了超宽断面和高强度支护技术，综采工作面机头侧安装有专用端头支架；在综采工作面向前推进的过程中，在专用端头支架后部，由专用端头支架两道隔离板将采空区与胶运顺槽大部分空间隔离开，在专用端头支架两道隔离板中浇注混凝土墙，即形成一个完整的巷道断面，用作相邻的下一个综采工作面的回风顺槽，这种无煤柱开采方法，每个综采工作面也是只掘进一条胶运顺槽和一个切眼，由现浇混凝土墙所隔离出的一条顺槽，满足通风、辅助运输等各项功能，与新掘的超宽胶运顺槽、切眼即形成备用综采工作面。

但是采用上述两种无煤柱开采方法存在以下问题：第一，上述两种方法回采期间采动动压强烈，对煤层顶、底板岩性有较高要求；而采动动压对中厚煤层的影响比厚煤层的影响小，多用于中厚煤层开采，不适合厚煤层；另外，上述两种方法适用于顶底板岩性整体性好且稳定的煤层，因此，上述两种方法适用的条件比较苛刻，普遍适用性差；

第二，上述两种方法中，对胶运顺槽一侧的综采工作面进行回采后，因受到采动动压影响，需要对胶运顺槽加强支护以进行维护，而保留下来的胶运顺槽需要用作相邻的下一个综采工作面的回风顺槽，回采下一个综采工作面时，仍会受到采动动压的影响；因此，胶运顺槽支护强度要求非常高，对顶板支护材料的选型要求更高，致使支护成本和人工劳动强度均非常高；

第三，目前工作面回采过程中，胶运顺槽靠近采空区一侧的帮部煤体回采，再利用现浇混凝土墙将预留空间与采空区隔离开，沿采空区预留下巷道；但是由于目前综采工作面推进的进度慢，煤炭被采出后，采空区上方岩层需要3-6个月或者更长的时间后才会慢慢稳定下来，在此期间，混凝土墙砌筑完毕未达到设计强度即需要承载顶板压力和综采工作面采动动压影响，导致现浇混凝土墙承载效果会受到较大影响；

第四，沿采空区留下巷道后，采空区直接顶所形成的隔离需要喷浆来加固、封堵缝隙，所隔离出来的巷道顶板，仍需二次加强支护来维护，使得现场作业工序复杂化，人工劳动强度大大提高；严重影响综采工作面的推进速度，对综采工作面的正常生产组织影响非常明显；

第五，沿采空区留下巷道后，围岩变形明显，后期巷道维护成本比较高，由于受到综采工作面开采过程中的采动动压影响，需要的加强支护强度更高；