[发明专利]深部无巷旁充填沿空留巷围岩综合控制方法

说明书

本申请涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种深部无巷旁充填沿空留巷围岩综合控制方法，其包括以下步骤：在巷道支护过程中，顶板采用恒阻大变形锚索支护；实体煤帮采用锚杆和锚索联合支护的方式，然后通过锚索将锚杆承载层锚固在稳定煤体内；矸石帮采用自钻式多阻锚杆进行支护，自钻式多阻锚杆包括依次设置的钻头、牵拉杆、第二托盘和钻机接头，牵拉杆上间隔设置有多个阻力头，阻力头包括周向焊接在所述牵拉杆上的多个楔形钢板，所述楔形钢板沿钻头至第二托盘的方向宽度渐增。楔形钢板与矸石相互挤压摩擦产生锚固力，随着采空区的逐渐压实，自钻式多阻锚杆的支护力逐渐增大，能更好地同挡矸装置一起维护矸石巷帮。

技术领域

本申请涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种深部无巷旁充填沿空留巷围岩综合控制方法。

背景技术

随着大规模的煤炭开采，浅、中部资源日益减少和枯竭，我国很多矿区相继进入了深部开采状态。我国煤矿开采深度以每年10～20m的速度向深部延伸，现阶段很多矿区开采深度都在800m以上，开采深度达到或超过千米的矿井已达四十余座。据预测，为满足我国经济高速发展的需求，煤炭在我国一次能源结构中占据主导地位的现状在相当长的时期内仍难以改变，未来将有更多的矿井进入深部开采状态。进入深部开采以后，由于深部岩体处于“三高一扰动”复杂地质力学环境中，造成巷道围岩变形扩容性、流变性与冲击性突出，导致深部围岩应力与变形加剧，从而引发严重冒顶﹑底臌及冲击地压等大变形灾害事故，且深部围岩变形破坏程度和频率大大提高，致灾机理更加复杂，控制难度加大。

我国煤矿大多数采用留设煤柱的方式维护采区巷道，从而导致大量的煤炭资源浪费。随着开采深度的不断增加，大部分矿区采用增加煤柱宽度的方式控制深部围岩变形，加大资源浪费的同时也无法保证良好的维控效果。此外，大宽度护巷煤柱在工作面回采后会形成较高的应力集中，极易引发冲击地压﹑煤与瓦斯突出等动力灾害，有时甚至还会诱发采空区煤炭自燃发火等现象。因此，研究深部无煤柱开采技术、实现采区无煤柱护巷是我国煤炭资源开采的未来趋势，具有重要战略意义。

沿空留巷是一项安全高效的无煤柱开采技术，能够提高资源回收率，缓解采掘接替紧张，构成工作面Y型通风系统，解决上隅角瓦斯积聚问题，并且消除了因煤柱应力集中而产生的冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害，是我国煤炭可持续发展及科学采矿的重要发展方向之一。

我国沿空留巷大多采用巷旁充填方式，该技术工艺繁琐﹑留巷速度慢且成本较高。在前人研究的基础上，何满潮及其团队提出了沿空切顶留巷技术，利用采空区矸石支撑上覆顶板，从而取消了巷旁充填，降低了留巷成本，且不影响工作面回采速度，性能优越良好。该无巷旁充填沿空留巷技术在浅、中部简单地质条件下的矿井应用中已相对成熟并取得了较好的效果，但在深部复杂地质条件矿井中的应用中还不尽人意，由于受深部复杂地质力学环境影响，原岩应力、构造应力和采动应力显著增加，深部岩体变形冲击性及流变性突出，围岩破碎区和煤帮塑性区范围明显扩大，深部无巷旁充填沿空留巷围岩易产生大变形现象，无法满足现场使用要求，从而导致留巷失败。因此，深部无巷旁充填沿空留巷围岩控制新方法的探索迫在眉睫。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案。

本申请提供了一种深部无巷旁充填沿空留巷围岩综合控制方法，其包括以下步骤：

巷道掘进成型后，进行巷道支护；

巷道支护完成后，采用聚能爆破预裂顶板，钻孔布置在回采工作面侧巷角线，并向采空区侧偏转；

工作面回采推过后，及时在巷旁布置挡矸支护装置，并且在巷内布置临时加强支护装置，所述挡矸支护装置包括自钻式多阻锚杆；