[发明专利]一种提高条带煤柱稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种提高条带煤柱稳定性的方法，涉及煤矿开采技术领域。该方法包括：首先根据煤层地质条件设计1号条带工作面运输巷道的宽度和扩巷区域的宽度，然后当运输巷掘进一定距离时沿条带煤柱侧进行扩巷加固。对扩巷区域的顶板采用铺设金属网和钻打锚杆的方式进行支护，其次垂直条带煤柱钻打锚杆进行支护，随后在扩巷区域的另一侧构筑一条隔离墙，隔离完成后对扩巷区域浇筑矸石膏体。重复交替上述步骤，直至完成1号条带工作面运输巷道掘进和扩巷区域的加固，依此类推完成2号条带工作面回风巷道的掘进和扩巷区域的加固。本发明方法可形成“矸石膏体—锚杆—煤柱—锚杆—矸石膏体”的整体结构，从而使条带煤柱承载能力增强、稳定性高。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种提高条带煤柱稳定性的方法。

背景技术

在建、构筑物压煤开采中，条带开采是控制地表沉陷的有效手段之一，已成为我国村庄下以及不适合搬迁的建、构筑物下压煤开采的主要技术方法。条带开采留设的煤柱需要有足够的强度和稳定性，来有效的支撑上覆岩层的重量。但是，在开采过程中，条带煤柱宽度不足以满足支承上覆岩层重量，多种因素会导致煤柱发生失稳，顶板大面积垮落，地表也随之出现大面积塌陷。因此，提高条带煤柱的稳定性是条带开采控制地表沉陷的技术关键。

现有技术中在提高条带煤柱稳定性方面的相关研究主要有：

专利申请号201510156783.7公开了一种利用注浆联合支护锚杆提升条带煤柱性能的方法，其设计了注浆联合支护锚杆的结构，以及利用注浆联合支护锚杆提升条带煤柱性能的方法，实现了条带煤柱屈服区注浆以及条带煤柱屈服区、弹性区锚杆支护双重功能，一方面屈服区的承载能力得到提高，另一方面注浆联合支护锚杆给煤柱一定的侧向约束力，煤柱由二向受力状态转化为三向受力状态，煤柱强度得到了提升，性能得到了提升。该方法是利用注浆锚杆对屈服区进行注浆，注浆程序较复杂，没有置换煤柱。

上述现有技术在提高条带煤柱稳定性方面虽然取得了一定的进步，然而，其还存在不足之处：如其注浆程序较为复杂，且现有技术中只是限制了条带煤柱的横向变形，并没有置换出煤柱，也没有提高煤炭资源的采出率。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种提高条带煤柱稳定性的方法，该方法解决了条带煤柱宽度不足以支承上覆岩层重量时的问题，能提高条带煤柱的承载能力，可防止煤柱发生失稳破坏，该方法还可减少条带煤柱的留设宽度，可提高煤炭资源的回收率。

其技术解决方案包括：

一种提高条带煤柱稳定性的方法，依次包括以下步骤：

a、根据煤层地质条件，划分1号条带工作面、2号条带工作面，首先设计1号条带工作面的运输巷道的宽度和扩巷区域的宽度；

b、在运输巷道掘进过程中，运输巷道每掘进一定距离后，在运输巷道内沿条带煤柱侧进行扩巷，形成扩巷区域；

c、对步骤b所述的扩巷区域进行加固，扩巷区域加固时巷道顶板采用铺设金属网和钻打锚杆的方式进行支护，使得同运输巷顶板金属网连接成为一个整体，并垂直条带煤柱钻打锚杆进行支护，锚杆外露长度为30～50cm；

d、待步骤c支护完成后，在所述扩巷区域的另一侧构筑一条隔离墙，将扩巷区域和运输巷道进行隔离，隔离工作完成后对扩巷区域进行浇筑矸石膏体，锚杆外露部分与矸石膏体浇筑在一起，形成“煤柱—锚杆—矸石膏体”的加固结构；

e、重复交替进行步骤b-d，直至完成1号条带工作面运输巷道的掘进和扩巷区域的加固；

f、同理，完成2号条带工作面回风巷道的掘进和扩巷区域的加固；

g、整个工作步骤完成后，形成“矸石膏体—锚杆—煤柱—锚杆—矸石膏体”结构。

上述的“矸石膏体—锚杆—煤柱—锚杆—矸石膏体”结构，提高了整体抗变形能力，具有更好的稳定性。