[发明专利]切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法和系统

说明书

本发明涉及矿井中的安全装置技术领域，涉及一种切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法和切顶留巷工作面采空区的封闭抽采系统，为解决现有技术中的切顶留巷工作面采空区的封闭安全性差的问题而设计。切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法，包括水泥毯铺设步骤和水泥毯固化步骤，水泥毯铺设步骤中，将水泥毯铺设在切顶留巷壁上并将水泥毯的上边缘和下边缘均超过切顶留巷壁的上边缘和下边缘；水泥毯固化步骤中，向水泥毯浇水，然后等待水泥毯干燥。本发明提供的切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法可以提高瓦斯封闭的安全性。

技术领域

本发明涉及矿井中的安全装置技术领域，具体而言，涉及一种切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法和切顶留巷工作面采空区的封闭抽采系统。

背景技术

采煤工作面切顶留巷已在全国多个矿区试验成功，但在高瓦斯压力、高瓦斯含量的多煤层、突出矿井目前鲜有应用，影响切顶留巷工法在高瓦斯、突出矿井广泛推广的主要原因为：该工法留巷采用切顶后上覆岩层落下自然成巷，这样，巷道的切顶留巷壁需要一定时间下沉才能稳定。在留巷过程中，该切顶留巷壁上存在裂隙，孔洞与采煤工作面的采空区相连通。如果不对该处切顶留巷壁进行封闭，回采过程中采煤工作面的采空区中的大量高浓度瓦斯会涌入回风巷道，造成瓦斯超限甚至遇火花引发瓦斯爆炸，造成重大安全隐患。

目前对切顶留巷工作面的切顶留巷壁封闭的方法主要有：封闭墙隔离的方法和风筒布喷浆隔离的方法。

前者，例如2020年3月24日公布的公开号为CN110905507A的“高瓦斯大采高高效开采工作面超前切顶卸压沿空留巷工艺”采用柔模混凝土充填墙对切顶留巷壁和采空区进行封闭，但该方法不适用于多煤层上保护层开采时实施，因上保护层开采如果留下墙体，则被保护层位于该墙体下的部分不仅起不到卸压作用，而且墙体上方的重量通过墙体传递到墙体下方的区域，造成应力集中，造成很大的煤与瓦斯突出的危险。

后者，例如2020年5月26日公告的公开号为CN107956509B的“一种切顶沿空留巷分阶段防漏风方法”和2020年9月29日公告的公开号为CN211598755U的“一种切顶留巷采空区瓦斯快速封堵墙体”都采用风筒布内层或外层喷浆的方法进行封闭，这种方式存在如下问题：一方面，因风筒布表面非常光滑，喷浆很难与喷浆层粘合在一起，而且切顶留巷壁需要较长时间才能稳定，在切顶留巷壁逐步压实的过程中，会造成风筒布与喷浆层剥离、喷浆层压裂破碎，造成封闭失效；另一方面，只进行封闭，采空区内的瓦斯越积越多，浓度越来越高。如果不进行抽采，具有很大的危险性。

发明内容

本发明的第一方面的目的在于提供一种切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法，以解决现有技术中的切顶留巷工作面采空区的封闭安全性差的技术问题。

本方面的发明提供一种切顶留巷工作面采空区的封闭抽采方法，包括水泥毯铺设步骤和水泥毯固化步骤，所述水泥毯铺设步骤中，将水泥毯铺设在切顶留巷壁上，所述水泥毯的上边缘和下边缘均超过切顶留巷壁的上边缘和下边缘；所述水泥毯固化步骤中，向所述水泥毯浇水，然后等待所述水泥毯干燥。

本方面的发明的有益效果是：

采用水泥毯，不但可以实现将采空区的瓦斯隔绝在切顶留巷之外的基本功能，避免瓦斯直接进入切顶留巷产生危险；而且，水泥毯较薄，且具有一定的韧性，在煤与瓦斯突出的矿井上使用，不会像混凝土填充墙或其他硬质墙体一样，在墙体下部的被保护层造成应力集中，消除了由应力集中而产生的煤与瓦斯突出的风险。而且，相比于采用风筒布喷浆的方式进行封闭，采用水泥毯封闭，施工方便，只需浇水即可，无需井下喷浆作业，而且也避免了风筒布与喷浆体粘接困难造成的封闭失效的风险。

进一步优选的技术方案中，还包括连接抽采装置步骤，在所述连接抽采装置步骤中，在所述水泥毯上钻通孔，并将所述通孔与负压抽采管路连通。

进一步优选的技术方案中，所述连接抽采装置步骤中，在所述切顶留巷壁上钻抽采孔，所述抽采孔延伸至采空区。