[发明专利]切顶巷预裂顶板布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及切顶巷预裂顶板布置方法，尤其适用于具有冲击矿压危险的高瓦斯长壁采煤工作面冲击矿压防治。

背景技术

冲击矿压是高应力作用下，煤岩体积聚的大量弹性变形能在瞬间猛烈释放造成的矿井爆炸性动力灾害，常导致巷道、机电设备瞬间遭到破坏，严重时将造成人员伤亡等，给矿井安全高效生产造成了极大影响。坚硬厚层顶板形成的采空区大面积悬顶是工作面煤体形成高应力集中的主要因素，尤其在工作面邻近采空区一侧，由于受到邻面侧向应力以及本工作面后方悬顶造成的超前应力影响，更易发生冲击矿压灾害。预裂坚硬厚层顶板是避免工作面后方形成大面积悬顶的主要方法。目前预裂顶板的方法主要采用顶板深孔爆破的方法，由于存在“哑炮”、拒爆等现象，深孔爆破存在安全隐患，另一方面，若矿井存在高瓦斯，爆破容易诱发瓦斯爆炸，导致灾害。由于煤矿厚层坚硬顶板导致的冲击矿压灾害日趋严重，以及现有预裂厚层坚硬顶板技术方法效果不佳，易诱发瓦斯灾害等，有效预裂顶板技术是本领域内急待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、安全可靠、效果好的切顶巷预裂顶板的巷道布置方法。

技术方案：本发明的切顶巷预裂顶板布置方法：

a、在邻面采空区一侧的工作面上方施工位于坚硬厚层顶板中或其上方的瓦斯高抽巷，瓦斯高抽巷距上顺槽的平面距离为15~25m；

b、在需要预裂弱化顶板的位置施工连接上顺槽与瓦斯高抽巷的切顶巷，切顶巷长度为15~40m；

当工作面回采推进时，采空区上方悬顶将逐渐增大；

当工作面推进至切顶巷区域时，坚硬厚层顶板将沿切顶巷弱化区开始破断，从而减小来压步距，避免坚硬厚层顶板在工作面后方采空区形成大面积悬顶。

所述的切顶巷施工为半圆拱形、或方形巷道。

有益效果：利用工作面上顺槽和瓦斯高抽巷，在其间掘出间距为15~40m的切顶巷，切顶巷在厚层坚硬顶板中可形成巷道大小的孔洞，破坏了厚层坚硬顶板的完整性，达到预裂的效果。当工作面推进至切顶巷区域时，厚层坚硬顶板由于受切顶巷弱化作用，首先从切顶巷边角应力集中位置开始形成裂纹扩展，并最终导致厚层坚硬顶板沿切顶巷区域破断，避免厚层坚硬顶板在工作面后方形成大面积悬顶导致工作面煤体应力集中产生冲击矿压灾害。该方法提前在上顺槽与瓦斯高抽巷之间掘进巷道弱化厚层坚硬顶板，可避免回采过程中因爆破弱化顶板导致的瓦斯爆炸灾害。该巷道布置方法适用于具有冲击矿压危险的煤层在采用长壁工作面开采时，沿采空区一侧预裂顶板，尤其适用于具有厚层坚硬顶板的工作面进行顶板预裂，可避免顶板在工作面后方形成大面积悬顶而使煤体产生高应力集中诱发冲击矿压灾害。其方法简单、安全、实用、效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的平面布置示意图。

图2是图1的A－A的剖面示意图。

图3是本发明的近水平煤层开采剖面布置示意图。

图中：1－工作面，2－上顺槽，3－下顺槽，4－瓦斯高抽巷，5－切顶巷，6－工作面后部采空区，7－区段煤柱，8—邻面采空区，9—厚层坚硬顶板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步的描述： 

图1图2所示，本发明的切顶巷预裂顶板布置方法，当采煤工作面上区段回采形成采空区8后，掘进本工作面1的上顺槽2、下顺槽3，当工作面1形成之后，在邻面采空区8一侧工作面1上方施工位于坚硬厚层顶板9中或其上方的瓦斯高抽巷4，瓦斯高抽巷4距上顺槽2的平面距离为15~25m；在需要预裂弱化顶板的区域施工连接上顺槽2与瓦斯高抽巷4的切顶巷5，切顶巷5长度为15~40m；所述的切顶巷5可施工为半圆拱形、也可施工为方形巷道。当工作面1回采推进时，采空区6上方悬顶逐渐增大；当工作面1推进至切顶巷5区域时，坚硬厚层顶板9将沿切顶巷5弱化区开始破断，从而减小来压步距，避免坚硬厚层顶板9在工作面后方采空区6形成大面积悬顶，实现冲击矿压防治的目的。

图3所示，当煤层倾角较小或近水平时，切顶巷5可倾斜布置。