[发明专利]一种深井无煤柱沿空掘巷方法以及形成的巷道

说明书

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种深井无煤柱沿空掘巷方法以及形成的巷道，方法包括施工密闭墙、施工超前注浆钻孔、施工观测钻孔、向上一个工作面下顺槽残留区域注浆和沿空巷道掘进施工，形成的巷道一帮为实体煤，另一帮为充填隔离墙，所述充填隔离墙位于上一个工作面下顺槽残留区域中。该方法取消了以往技术中的窄煤柱，利用充填材料充填邻近巷道残留空间形成低弹性充填隔离墙，减少资源浪费的同时，大大提高了沿空掘巷的安全性，工艺简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种深井无煤柱沿空掘巷方法以及形成的巷道。

背景技术

我国煤矿开采普遍采用留宽3～6m窄煤柱沿空掘巷的方式，该方式主要有以下三个问题，一是留设窄煤柱仍有可能导致沿空掘巷的实体帮发生冲击地压，二是窄煤柱受动压作用发生破坏，不能有效的阻隔采空区内气体、水等，三是留设窄煤柱造成煤炭资源的浪费。鉴于此，我国学者近年来尝试了多种沿空掘巷无煤柱开采技术。

煤炭科学研究总院孟金锁提出了综放“原位”沿空掘巷的概念，即在上区段原废弃巷道位置开挖为下区段工作面服务的巷道，能够最大限度减少综放工作面“两巷”煤损。由于原位巷道围岩已破坏且不稳定，存在掘进困难、维护成本高、易自燃发火、适用范围窄等问题。

中国矿业大学张东升试验了巷内预制充填带无煤柱开采技术，即在上区段回采工作面一顺槽内靠近下一区段处预制一条充填带，靠近上区段的下区段顺槽沿预制充填带掘进。由于预制充填带支护阻力、可缩性等力学性能与沿空掘巷围岩变形不相适应，且受上区段工作面回采滞后影响易破坏，导致该方法只在条件较好的薄及中厚煤层中成功实施过，条件复杂的深井或厚煤中未见报道。

CN103557000A公开了一种利用抽帮充填防治沿空巷道冲击地压的方法，首先在回采工作面支架后方增加一个支架进行支护，在支护支架后方巷帮每隔一定距离施工爆破钻孔，浅孔为预裂孔，把煤体爆松，深孔为抛掷孔，将松动的煤体抛掷到巷道中，充填部分巷道，形成卸压保护带，且顶板和底板能形成楔形夹持防冲结构，接续工作面沿空巷道在上个工作面充填巷道位置掘进，采用架棚支护，掘进头后方对巷道表面进行喷浆，部分区域可采取壁后注浆措施进行加固和防灭火。该方法工艺复杂，工程量巨大，爆破工作和工作面回采相互干扰，工程适用条件窄。

相比于前井和中深井开采，深井地压大、低温高、矿井瓦斯大，无煤柱沿空掘巷作业面临更大难题。有必要提出一种安全性高、工艺简单的深井无煤柱沿空掘巷方法以及形成的巷道。

发明内容

针对现有技术适用范围窄、工艺复杂、工程量大的技术问题，本发明改变采空区侧破碎煤岩体结构和巷道布置位置，提出一种深井无煤柱沿空掘巷方法以及形成的巷道，该方法取消了以往技术中的窄煤柱，利用充填材料充填邻近巷道残留空间形成低弹性充填隔离墙，减少资源浪费的同时，大大提高了沿空掘巷的安全性，工艺简单，易于操作。

第一方面，本发明提供一种深井无煤柱沿空掘巷方法，包括以下步骤：

1)施工密闭墙

在上一个工作面回采过程中对下顺槽施工密闭墙；

2)施工超前注浆钻孔

在沿空掘进巷道工作面迎头上距顶板1.0～1.5m处打一组超前注浆钻孔，超前注浆钻孔与巷道底板平行，与巷道轴线方向成20～30°夹角；

3)施工观测钻孔

在最后一个超前注浆钻孔的正上方0.1～0.2m打一个观测钻孔；

4)向上一个工作面下顺槽残留区域注浆

采用矿用注浆泵通过超前注浆钻孔分次、轮流向上一个工作面下顺槽残留区域泵送充填材料和注浆材料，充填材料可以为任何煤矿领域可接受的混凝土，注浆材料可以为任何煤矿领域可接受的化学浆液，注浆材料与上一个工作面垮落顶煤、破碎的直接顶胶结凝固，形成充填隔离墙；