[发明专利]一种厚煤层走向超长工作面恒阻锚岩梁稳定控制方法

说明书

本发明提供了一种厚煤层走向超长工作面恒阻锚岩梁稳定控制方法，该方法通过在厚煤层开掘上顺槽和下顺槽，利用恒阻锚索以及走向W钢对下顺槽顶板进行加固，实现对下顺槽巷道顶板的恒阻加固，在煤层开采过程中，切落的矸石可以充填巷道采空侧，形成完整巷道；通过约束混凝土可缩支柱实现了对顶板支护，并通过自身可缩性，适应了巷道顶板的变形要求，解决了切顶卸压沿空留巷因为恒阻锚索长度受限无法悬吊在稳定岩层中的支护难题，使得切顶卸压沿空留巷技术在厚煤层无煤柱开采中能够得到成功应用，同时，成本低廉，不影响工作面推采，具有巷旁充填沿空留巷无煤柱开采所无法比拟的优势，是一种更为科学合理的厚煤层无煤柱开采方法。

技术领域

本发明涉及一种煤层开采厚度2.5m～5.0m、工作面走向长2000m～5000m条件下进行沿空留巷无煤柱开采时，沿空留巷顶板稳定控制的一种方法，具体涉及一种厚煤层走向超长工作面恒阻锚岩梁稳定控制的方法。

背景技术

在我国现有煤炭储量和产量中，厚煤层(2.5m～5.0m)的产量和储量均超过50％，而且厚煤层是我国实现高产高效开采的主力煤层，具有资源储量优势，其中内蒙古为我国煤炭生产大型基地，由于内蒙古矿区煤层普遍埋藏浅、煤层厚、赋存条件简单，因此在内蒙矿区建立的大量的大型～特大型矿井，这些矿井大多依靠采取超长走向一面一井大条带开采的布置方法，实现了高效高产目标，但是采用的一面两巷、留煤柱布置系统，造成工作面巷道掘进多、煤柱留设多，单产低、单进低、资源回收率低等难题，其中单个3000m超长走向工作面，巷道掘进达6000m，丢弃煤柱资源35.17万吨，价值2.46亿，内蒙矿区年均丢弃资源多达48.78亿元。为此，取消区段间布置的煤柱，实施无煤柱开采成为当前有效解决此类问题的发展方向。

目前我国在煤矿无煤柱开采工艺方面，近年发展起来的切顶卸压无煤柱开采技术得到了大量推广应用，该技术在厚煤层沿空留巷无煤柱开采中也进行了成功的应用，应用的工作面普遍在走向长度均在600-1300m范围，沿空留巷需要稳定的时间一般在1年左右。但是，当工作面走向长度进入到3000米以上时，由于工作面长度增加，沿空切顶留巷服务的时间达到2-3年，服务时间的增长，导致沿空切顶留巷由短时稳定转变为长时稳定，由于采空区矸石垮落后，在长期压力作用下，垮落矸石会随着时间长度，其压缩系数会变小，矸石随着时间增加，会进一步压缩，进而导致沿空切顶留巷区域围岩岩层逐渐发生离层失稳，进而导致沿空切顶留巷顶板发生变形破坏，因此，走向超长工作面实施沿空切顶留巷是，对沿空留巷顶板的长期稳定性要求更高，控制沿空留巷顶板长期稳定成为一道技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种厚煤层走向超长工作面恒阻锚岩梁稳定控制方法，以解决上述技术背景中所提出的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种厚煤层走向超长工作面恒阻锚岩梁稳定控制方法，包括以下步骤：

S1、在厚煤层的第一工作面两侧分别开掘上顺槽和下顺槽，利用恒阻锚索、高强锚索以及走向W钢对下顺槽顶板进行加固，实现对下顺槽巷道顶板的恒阻加固；

S2、利用深孔轴向不耦合预裂爆破沿下顺槽顶面斜向上预裂爆破出断顶孔，使下顺槽顶板沿着断顶孔的方向激发出裂缝，从而使第一工作面上方的岩石弱化；

S3、在下顺槽左侧架设挡矸结构和强力支架对下顺槽巷道顶板进行支撑；

S4、回采第一工作面形成采空区，随着采空区增大，顶板沿裂缝发生垮落落入到采空区并被挡矸结构隔档在采空区内；

S5、第一工作面继续推进至一定距离后，顶板垮落完全充满采空区，回撤巷旁强力支架并前移，在下顺槽内架设单体柱，利用单体柱抬棚方式抵抗变形压力，同时在巷旁打设约束混凝土可缩支柱；

S6、第一工作面再继续推进至一定距离后，顶板并将矸石挤压密实，垮落的矸石形成稳定结构，回撤巷内抗变单体柱抬棚支护，留下巷旁约束混凝土可缩支柱；