[发明专利]沿空留巷巷旁柔性支护体与巷内刚性支护体联合支护方法

说明书

本发明涉及一种沿空留巷支护方法。一种沿空留巷巷旁柔性支护体与巷内刚性支护体联合支护方法，掘进期间在巷中布置一排点锚索加固巷道顶板，在非工作面侧巷帮布置一排点锚索加固巷帮，在距工作面侧巷帮一定距离处布置一排恒阻锚索梁加固巷道顶板，根据工作面回采期间留巷内矿压数据变化情况及巷道矿压显现情况，将留巷内的巷内支护区域分为“超前支护区”、“滞后支护区”、“成巷待稳定区”、“成巷稳定”。本发明沿空留巷巷旁柔性支护体与巷内刚性支护体联合支护方法，通过在21702工作面下顺槽的成功实践，较以往沿空掘巷掘进多回收5m宽的保护煤柱，提高了煤炭资源回收率,为沿空留巷技术在全矿其他采区工作面推广奠定了坚实基础，给全矿采掘接替布局提供了全新的思路。

技术领域

本发明涉及一种沿空留巷支护方法，尤其是涉及一种沿空留巷巷旁柔性支护体与巷内刚性支护体联合支护结构的设计。

背景技术

长壁开采一般需要留设煤柱，特别是随着工作面推进长度的增加，残留煤柱的留设造成了资源的大量损失。因此，许多矿区不断推行沿空留巷技术，以提高资源回收率。沿空留巷是一种在采煤工作面后沿采空区边缘维护和保留原回采巷道的技术。由于其显著的优势，包括能够提高煤炭采出率、降低巷道掘进率、缓解采掘接替紧张；可实现煤与瓦斯共采等，并且符合煤炭安全绿色高效的发展要求，沿空留巷已经成为科学采矿的重要发展方向和技术支撑。

沿空留巷巷旁支护的发展，主要经历了矸石墙、密集支柱、砌块、高水材料到高强混凝土材料的发展过程，然而，随着工作面的开采扰动、顶板来压等影响，在留巷的服务期限内经常出现巷旁支护受损，甚至崩溃的问题，给后期的维护带来巨大的压力，影响矿井的正常生产。进入深部开采后，沿空巷道地压大，围岩变形量大，支护物损坏严重，巷道返修量剧增，维护成本升高，严重影响沿空巷道的安全经济性。针对深部沿空巷道的维护，若一味增加巷内和巷旁支护材料的强度和可缩性，只会增加支护成本和施工工序的复杂性，既不经济也不现实。巷旁支护的主要问题是顶板压力过大，上覆岩体较破碎，通过预裂切顶卸压技术控制顶板压力成为一种处理方法，即用人工干预手段，通过爆破预裂或者水力压裂等手段弱化和破坏顶板结构强度、切断顶板悬臂长度，以达到卸压的目的。

切顶卸压沿空成巷开采技术采用爆破超前预裂顶板，在采场周期来压下沿空切顶，形成对上覆基本顶岩梁的支撑结构，控制基本顶的回转和下沉变形，实现卸压；切落的顶板形成巷帮，隔断采空区，从而保留工作面上（下）顺槽，实现单面单巷采掘模式。该方法具有消除临近工作面煤体上方应力集中；减小采掘比，提高生产效率，操作简单，造价低廉；避免留设煤柱引发的冲击地压、瓦斯突出、自燃灾害等优势。其开采工艺方法：1）首采面上（下）顺槽施工；2）下（上）顺槽采空侧超前加固锚索及顶板预裂爆破施工；3）动压临时加强支护及矿压监测系统布设；4）工作面回采；5）沿空挡矸支护，采场顶板周期来压，沿爆破切缝断裂成巷帮；6）工作面后方矿压稳定区对沿空巷道继续实施刷帮卧底及补强等二次维护措施。

陈四楼煤矿于2016年4月首次在矿井南翼十七采区21701工作面上顺槽实施了联合支护及切顶卸压留巷技术，至2016年11月工作面回采结束，成功留巷650m。2017年2月15日，该留巷作为21701工作面临近的21702工作面回风巷投入使用，巷道在使用期间因工作面二次采动影响，需对部分地段拉底保证巷高，平均拉底厚度为0.3m。21701工作面上顺槽成功实施联合支护及切顶卸压留巷技术为在21702下顺槽开展沿空留巷工作积累了宝贵的经验，但与21701工作面上顺槽沿空留巷不同的是21702工作面下顺槽是机轨合一巷道，因巷道空间有限，给留巷期间巷内支护带来了难度，故必须选取合理的巷内支护形式才能确保留巷的成功。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出了一种沿空留巷巷旁柔性支护体与巷内刚性支护体联合支护方法，提高了煤炭资源回收率，具有较好的经济及社会效益。

本发明所采用的技术方案：