[发明专利]一种小断面回采巷道混合式超前支护方法

说明书

本发明涉及一种小断面回采巷道混合式超前支护方法，属于回采巷道支护技术领域，解决了现有支护方法存在支护效率低、工人劳动强度大、成本高、开采效率低、有效施工空间不足，以及作业安全可靠性低的问题。该支护方法包括，步骤一：确定待支护的回采巷道；步骤二：对回采巷道的顶板加装注浆锚索和单体液压支柱混合式超前支护，形成顶板支护结构；步骤三：采煤时，回采工作面向前推进的同时，沿推进方向不断加装注浆锚索、不断将工作面端单体液压支柱与铰接顶梁向超前支护前端推移，使超前支护距离维持在安全范围内。本发明提高了支护效率和开采效率，降低了工人劳动强度及支护成本，支护强度更大，支护效果更好，实现了安全高效生产。

技术领域

本发明涉及回采巷道支护技术领域，尤其涉及一种小断面回采巷道混合式超前支护方法。

背景技术

地下矿山开采空间处于一个变化的过程中，生产环境复杂多变，安全生产形势不容乐观，频频发生的安全生产事故不但造成了生命和财产的巨大损失，还给整个社会带来恶劣影响。巷道围岩稳定性对矿山安全生产有着重要影响，巷道围岩失稳造成大量的人员伤亡和财产损失，因此加强巷道围岩控制对矿山安全生产意义重大。

巷道超前支护主要是为了防止工作面因超前支承压力和沿倾斜方向支承压力的叠加作用而出现巷道围岩变形、移动、破坏等现象。综采工作面进行超前支护，可确保工作面的上下出口保持畅通。现阶段使用综合机械化设备进行煤炭资源开采，如此产生的普遍压力较大，若无法采用积极有效的支护方式，将会对综采工作面的开采效率造成一定的影响，同时还可能会带来一定的安全风险，给后续的煤炭开采工作埋下一定的安全隐患。对巷道及时采用超前支护方式，能够在很大程度上排除安全隐患。

超前巷道围岩在采煤工作面采动影响下，受到多种支承压力叠加作用，矿压显现复杂，尤其在小断面回采巷道中，该区段设备布置密集，是行人、通风及运输咽喉，是维护和管理的重点和难点。工作面端头，特别是下端头，位于采煤机、运输机、转载机和液压支架的结合处机电设备数量较多，且受工作空间限制，设备布置密集，而端头处恰恰是生产人员进出工作面之处，显然此处的工作环境极易存在安全隐患。同时，端头围岩在多种支承压力的作用下，受采动影响最大，矿压显现复杂，工作面端头支护是顶板维护的重点，也是顶板管理的难点。实践证明，端头支护工作已成为工作面生产的重要环节，也是现场管理的薄弱环节。因此，如何快速和可靠实现工作面端头超前支护，一直是各煤矿急需解决的难题。鉴于综采工作面端头和超前顺槽的重要性，《煤矿安全规程》第50条规定：“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m”。同时，对巷道进行有效的超前支护，可以避免由于工作面超前支承压力和沿倾斜方向支承压力共同造成的巷道围岩破坏，提高综采工作面推进效率，保证安全生产。

目前，我国综采工作面回采巷道超前支护主要有两种方式：一是采用单体液压支柱配合铰接顶梁或长钢梁进行支护；二是采用超前液压支架进行支护。单纯采用单体支柱进行超前支护时，灵活性好，对顶板维护较好，不会反复支承顶板，在小断面回采巷道中应用效果较好，缺点为强度低、效率低、劳动强度大、安全性差且机械化水平低，影响安全高效综采面的推进。用超前液压支架进行支护，当工作面每推进一个步距时，超前液压支架就需要拉移一次，而每个拉移过程都需要支架降架、升架一次，对支护区域内的顶板形成顺序的反复支撑，使顶板的完整性遭到很大破坏，也使下面操作的工人受碎块粉尘的威胁；且超前支架支护能力有限，两列式超前支架因其支护原理与结构限制，立柱数量和缸径的增加空间有限；另外，增加立柱数量和缸径，支架初撑力和重量也会大幅度提高，初撑力增加会加大反复支撑的破坏程度，重量提高会增加移架难度。对于整体成组移动的超前支护系统，在长距离回采巷道超前支护中使用会遇到许多困难，在采动影响范围广、压力大、巷道变形严重的巷道，长距离超前支护采用常用超前支架实践证明已不可行。超前支架应用环境多是大巷道断面，高度大，在小断面回采巷道由于超前巷道中设备、行人和运输通道限制，灵活性差，造成稳定性较差。