[发明专利]薄煤层工作面部分开采留巷的矩形孤岛煤柱设置方法

说明书

本发明属于薄煤层开采领域，公开了一种薄煤层工作面部分开采留巷的矩形孤岛煤柱设置方法，包括以下步骤：在本工作面回风顺槽内，超前于工作面沿回风顺槽方向垂直方向新掘矩形回风联络巷，矩形回风联络巷之间留设矩形孤岛煤柱；工作面向前推进时，仅回采本工作面运输顺槽到刮板输送机机尾的部分煤炭，推过矩形回风联络巷后，将矩形回风联络巷兼作安全出口并支护老空区行人回风通道；待工作面推过下一矩形回风联络巷后，在下一矩形孤岛煤柱靠近工作面一侧支护下一个老空区行人回风通道；依次按照上述步骤开采本工作面；将本工作面的回风顺槽作为下一工作面的回风顺槽，对下一工作面进行开采。本发明可以有效降低成本和工艺难度。

技术领域

本发明属于薄煤层开采领域，尤其涉及一种薄煤层工作面部分开采留巷的矩形孤岛煤柱设置方法。

背景技术

随着近些年开采强度的加大，优质的中厚及厚煤层所剩无几，大量的薄煤层渐渐进入人们的视野。薄煤层是指煤层厚度小于1.3m，因其上下区段平巷的高度要满足通风、运料、行人等要求，那么高度要远大于煤层厚度，所以薄煤层上下区段平巷为半煤岩巷。但半煤岩巷开掘速度慢，且伴随着大量的矸石产生，增加了储运和洗选难度和成本，也污染了环境；孤岛煤柱留设又浪费了大量的资源，降低了资源回收率。如何能同时解决这两大问题呢？

为了解决上述问题，多采用沿空留巷的方法，即采用一定的技术手段保留本工作面的回风顺槽为下一工作面使用。该方法减少了掘进量和排矸量，可以最大限度回收资源，避免煤炭的损失。沿空留巷有多种形式，现多采用完全沿空留巷和沿空掘巷的方法。但沿空留巷仍有诸多不足：

(1)安全性差。完全沿空留巷可以不留孤岛煤柱也不进行巷旁充填，该方法存在漏风和采空区瓦斯进入巷道引起瓦斯超限的问题，存在着安全隐患，即使采用矸石带充填或木垛支护等方式仍不能完全避免这一问题。

(2)成本高。为了预防上述安全隐患的发生，普遍采用混凝土浇筑的方式进行巷旁支护，但是存在材料和人工成本高的问题。

(3)工艺复杂。混凝土浇筑的方式需要等待混凝土材料胶结，所以进度慢，同时需要搅拌、管道输送、支模等工艺，工艺十分复杂。

(4)适应性差。沿空掘巷虽然可以解决以上安全问题，但是不能减少排矸量和掘进量，更重要的是难以同时满足采掘接替和掘巷时机的要求，在薄煤层开采中严重受限。

为了解决薄煤层开采前期资金投入大、回报周期长、安全性差、工艺复杂、适应性差的问题，本发明提出了一种薄煤层工作面部分开采留巷的矩形孤岛煤柱尺寸设置方法。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种薄煤层工作面部分开采留巷的矩形孤岛煤柱尺寸计算方法，以有效降低煤矿开采的成本，减少排矸量，提高矿井的安全性，降低工艺复杂度，减少环境污染，同时提高沿空留巷的适应性，增加经济效益。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种薄煤层工作面部分开采留巷的矩形孤岛煤柱设置方法，包括以下步骤：

S1、在本工作面回风顺槽内，超前于工作面沿回风顺槽(6)方向垂直方向新掘矩形的回风联络巷(5)，矩形回风联络巷(5)之间留设矩形的孤岛煤柱(4)；

S2、工作面向前推进时，仅回采本工作面运输顺槽(1)到刮板输送机机尾的部分煤炭，靠近回风顺槽(6)部分的矩形孤岛煤柱(4)不回采，推过回风联络巷(5)后，将矩形的回风联络巷(5)兼作安全出口；工作面未推过下一回风联络巷(5)前，在孤岛煤柱(4)靠近工作面一侧采用单体支柱配合铰接顶梁支护老空区行人回风通道(3)；

S3、待工作面推过下一矩形回风联络巷后，撤回单体支柱配合铰接顶梁，并封闭上一回风联络巷(5)；然后在下一孤岛煤柱(4)靠近工作面一侧采用单体支柱配合铰接顶梁支护下一个老空区行人回风通道(3)；随着工作面交替推过矩形孤岛煤柱(4)和矩形回风联络巷(5)，依次按照上述步骤开采本工作面；