本發(fā)明涉及土層或巖石的鉆進(jìn)及礦山安全，尤其是提供了一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，煤炭資源開發(fā)的力度和規(guī)模顯著增大，開采深度逐年遞增，自重應(yīng)力增高，頂板巖石強(qiáng)度和完整性降低，巷道圍巖條件惡化，煤巖體處于高地應(yīng)力、高地溫、高巖溶水壓的環(huán)境中，經(jīng)受多次強(qiáng)烈采動影響后，高原巖應(yīng)力與采動應(yīng)力疊加，導(dǎo)致開采期間巷道圍巖變形量大，巷道穩(wěn)定性控制難度顯著增加。

2、沿空留巷技術(shù)是無煤柱開采技術(shù)的重大變革，它能充分回采煤炭資源，提高煤炭資源采出率，延長礦井服務(wù)年限，減少巷道掘進(jìn)量，緩解采掘接替矛盾，防止出現(xiàn)孤島工作面，而且還能實(shí)現(xiàn)“y”型通風(fēng)，是治理工作面瓦斯超限問題的有效途徑，為煤礦生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3、但是，現(xiàn)階段在軟弱破碎頂板條件下的沿空留巷，若將傳統(tǒng)的回采巷道留下供下一個工作面接續(xù)使用，往往面臨頂板控制困難、安全性差、成本高等問題。為解決軟弱破碎頂板所面臨的問題，需要對現(xiàn)有的沿空留巷方法做進(jìn)一步的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決沿空留巷軟弱破碎頂板頂板控制困難、安全性差、成本高等問題，節(jié)約支護(hù)成本、節(jié)省搬運(yùn)距離、提高生產(chǎn)效率，本發(fā)明提供了一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，具體技術(shù)方案如下。

2、一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，步驟包括：

3、s1.根據(jù)回采工作面現(xiàn)場監(jiān)測及留巷段工程條件確定軟弱破碎頂板區(qū)域范圍；

4、s2.在巷道內(nèi)施工錨網(wǎng)索或棚架對軟弱破碎頂板區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；

5、s3.采用切頂留巷后，在實(shí)體煤一側(cè)施工錨索對圍巖施加水平約束；

6、s4.回采期間設(shè)置兩路單元支架與錨索梁用梁托銜接；

7、s5.開采后，動壓巷道內(nèi)的巷旁采取擋護(hù)措施，在穩(wěn)定區(qū)確定留巷回撤方案，劃分不回撤區(qū)、回撤區(qū)和觀察區(qū)，臨時(shí)支護(hù)有序回撤。

8、優(yōu)選的是，通過定向切縫爆破預(yù)裂卸壓的施工包括：

9、設(shè)計(jì)爆破施工參數(shù)包括炮孔角度、炮孔深度、炮孔直徑、炮孔間距、裝藥密度、裝藥結(jié)構(gòu)、封孔長度；在下位巖層爆破切頂時(shí)，對巷道上覆堅(jiān)硬砂巖頂板采取大直徑鉆孔預(yù)裂爆破斷頂措施；利用鉆孔自動成像儀對鉆孔爆破效果進(jìn)行檢測，并優(yōu)化爆破施工參數(shù)；根據(jù)施工鉆孔、裝藥爆破效果確定施工工序和施工效率。

10、還優(yōu)選的是，爆破參數(shù)中的封孔長度影響預(yù)裂效果，當(dāng)采用深孔爆破時(shí)，炮孔的封堵長度大于或等于炮孔長度的1/3。

11、還優(yōu)選的是，爆破施工參數(shù)優(yōu)化過程中，設(shè)置試驗(yàn)鉆孔，根據(jù)封孔長度調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥量，試驗(yàn)爆破后檢測爆破裂隙發(fā)育情況，選擇確定裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量。

12、還優(yōu)選的是，對爆破效果檢驗(yàn)的方式包括微震監(jiān)測、應(yīng)力在線監(jiān)測盒鉆屑法監(jiān)測。

13、還優(yōu)選的是，開采后巷旁的擋護(hù)措施包括：

14、s511.臨時(shí)支護(hù)設(shè)計(jì)根據(jù)超前區(qū)單元支架供應(yīng)數(shù)量，滯后支護(hù)段采用兩路布置，中間穿插單體液壓支柱配合支護(hù)；

15、s512.動壓區(qū)域內(nèi)采用可縮u型鋼及鋼筋網(wǎng)組成聯(lián)合檔桿支護(hù)結(jié)構(gòu)；

16、s513.采取防滅火措施包括掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、布置風(fēng)筒、架設(shè)u型鋼；

17、s514.巷道底板采用澆筑混凝土底板和索腿錨桿的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方式。

18、還優(yōu)選的是，鋼筋網(wǎng)掛設(shè)在u型鋼的側(cè)方，鋼筋網(wǎng)寬度根據(jù)巷道高度設(shè)置，鋼筋網(wǎng)一端與巷幫的頂部搭接，另一端深入底板不低于300mm；鋼筋網(wǎng)與鋼筋網(wǎng)之間重疊位置用鐵絲捆扎。

19、還優(yōu)選的是，可縮u型鋼之間采用連桿固定連接；所述鋼筋網(wǎng)夾層內(nèi)設(shè)置風(fēng)筒，風(fēng)筒布置后架設(shè)u型鋼。

20、還優(yōu)選的是，穩(wěn)定區(qū)的臨時(shí)支護(hù)和回撤步驟包括：

21、s521.根據(jù)礦壓觀測結(jié)果，劃定開采后的動壓范圍；

22、s522.結(jié)合工作面頂板完整性、巷道結(jié)構(gòu)變化和圍巖變形情況確定不回撤區(qū)、回撤區(qū)和觀察區(qū)；

23、s523.不回撤區(qū)包括硐室交叉口、淋水區(qū)、斷層破碎帶、巷道高度變化段前后5m范圍內(nèi)，設(shè)置臨時(shí)支護(hù)；

24、s524.回撤區(qū)包括頂板完整且礦壓觀測頂板移近速率小于或等于2mm/d的區(qū)域，當(dāng)回撤區(qū)長度大于40m時(shí)，開始間隔回撤臨時(shí)支護(hù)；

25、s525.觀察區(qū)包括頂板完整且礦壓觀測頂板移近速率大于2mm/d的區(qū)域，回撤區(qū)在回撤后變化為觀察區(qū)。

26、本發(fā)明提供的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法的有益效果包括：該方法能夠?qū)ο锏赖能浫跗扑轫敯暹M(jìn)行加固，保證回采巷道頂板的穩(wěn)定，避免了沿空留巷的大面積下沉；通過液壓支架與回采幫側(cè)的空頂區(qū)域的頂板進(jìn)行支護(hù)，可以保證定向預(yù)裂爆破期間的施工安全；支護(hù)工作完成后，可進(jìn)行定向預(yù)裂爆破施工，從而保證工作面前方因回采及留巷導(dǎo)致的應(yīng)力集中，有利于回采巷道二次復(fù)用期間的圍巖穩(wěn)定性；爆破工作完成后，可對工作面后方進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，保證成巷的穩(wěn)定性及擋矸、通風(fēng)防滅火要求；臨時(shí)支護(hù)完成后，可進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)回撤，可以保證支護(hù)材料的循環(huán)利用，節(jié)約成本，同時(shí)節(jié)省搬運(yùn)距離，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。

27、另外該方法還通過巷道頂板加固、超前定向預(yù)裂爆破和采后動壓區(qū)巷旁擋護(hù)更加穩(wěn)定安全，避免了巷道沒有足夠的支護(hù)強(qiáng)度，以及可能出現(xiàn)不可預(yù)測的大面積垮落；通過定向預(yù)裂爆破后，采空區(qū)頂板及時(shí)垮落，切落的破碎巖體可以充滿采空區(qū)，對采場上覆巖層起到支撐作用，節(jié)約了支護(hù)成本。

技術(shù)特征：

1.一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，步驟包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，通過定向切縫爆破預(yù)裂卸壓施工包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，所述爆破參數(shù)中的封孔長度影響預(yù)裂效果，當(dāng)采用深孔爆破時(shí)，炮孔的封堵長度大于或等于炮孔長度的1/3。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，所述爆破施工參數(shù)優(yōu)化過程中，設(shè)置試驗(yàn)鉆孔，根據(jù)封孔長度調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥量，試驗(yàn)爆破后檢測爆破裂隙發(fā)育情況，選擇確定裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，對爆破效果檢驗(yàn)的方式包括微震監(jiān)測、應(yīng)力在線監(jiān)測盒鉆屑法監(jiān)測。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，開采后巷旁的擋護(hù)措施包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，所述鋼筋網(wǎng)掛設(shè)在u型鋼的側(cè)方，鋼筋網(wǎng)寬度根據(jù)巷道高度設(shè)置，鋼筋網(wǎng)一端與巷幫的頂部搭接，另一端深入底板不低于300mm；鋼筋網(wǎng)與鋼筋網(wǎng)之間重疊位置用鐵絲捆扎。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，所述可縮u型鋼之間采用連桿固定連接；所述鋼筋網(wǎng)夾層內(nèi)設(shè)置風(fēng)筒，風(fēng)筒布置后架設(shè)u型鋼。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，其特征在于，所述穩(wěn)定區(qū)的臨時(shí)支護(hù)和回撤步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種適于軟弱破碎頂板的回采巷道沿空留巷方法，涉及土層或巖石的鉆進(jìn)及礦山安全技術(shù)領(lǐng)域。該方法具體包括：確定軟弱破碎頂板區(qū)域范圍，巷道內(nèi)施工錨網(wǎng)索或棚架對軟弱破碎頂板區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，切頂留巷后在實(shí)體煤一側(cè)施工錨索對圍巖施加水平約束，回采期間設(shè)置兩路單元支架與錨索梁銜接；其中采用定向切縫爆破預(yù)裂的方式切頂，在下位巖層爆破切頂?shù)耐瑫r(shí)在上覆剪映頂板中施工大直徑鉆孔預(yù)裂爆破斷頂；開采后動壓巷道內(nèi)的巷旁采取擋護(hù)措施，在穩(wěn)定區(qū)確定留巷回撤方案，劃分不回撤區(qū)、回撤區(qū)和觀察區(qū)，臨時(shí)支護(hù)有序回撤保證支護(hù)材料的循環(huán)利用，能夠節(jié)約成本，節(jié)省搬運(yùn)距離，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉南,秦忠誠,李青海,張峰,劉永樂,包蘇東,賀強(qiáng),郭傳清,周尚濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9