[发明专利]一种非密实固体充填工作面切顶沿空留巷方法

权利要求书

1.一种非密实固体充填工作面切顶沿空留巷方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先对将要留巷的回采巷道顶板及巷道帮部加强支护，其中，顶板采用大直径锚索(1)及锚索梁(2)加固，巷道帮部采用帮部锚索(3)+帮部锚杆+钢带(4)组合支护，底板采用底板锚杆(5)支护，底板锚固段需锚入底板岩石中；所述加强支护的对象为超前工作面300m内的巷道；

步骤二、根据煤层厚度、充填工作面充实率、矸石碎胀系数、矸石压实系数信息计算切顶高度H_c，并在巷道靠近工作面一侧顶板施工切顶钻孔(6)，然后采用双向聚能爆破预裂技术对超前工作面顶板进行切顶爆破工作；

所述的切顶高度H_c的计算按照下式：

H_c＝[1+R(k-k′-1)]H_m/(k-1)

式中：H_m为煤层厚度，R为充填工作面充实率，k为矸石碎胀系数，k’为充填体压实系数；

所述的切顶钻孔(6)布置在回采巷道靠工作面的一侧，距离巷道靠近工作面一侧帮部180-220mm，与铅垂线的夹角为4-6°，钻孔间距为550mm；

步骤三、切顶爆破工作完成后，工作面采煤机在液压支架(15)掩护下进行采煤作业，工作面外部运送的矸石经转载机(7)送到通向采空区的后部刮板输送机(8)，对采空区实施充填；

步骤四、随着工作面的不断推进，在平行于液压支架(15)位置进行挡矸支护，采用“单体支柱+铰接顶梁+U型钢+钢筋网”的联合支护，对相邻U型钢(9)的棚腿用连杆(10)连接构成U型钢梁；待U型钢梁及钢筋网(11)安设完成后，采用单体支柱(12)配金属铰接顶梁(13)支护，顺巷帮沿工作面推进方向支设，在钢筋网与U型钢(9)之间铺设菱形网和风筒布(14)，菱形网和风筒布上下超出部分分别固定到顶底板内；

所述的单体支柱(12)底部设有铁鞋，每两根单体支柱(12)之间叠加铺设钢筋网和菱形网，并用木楔将钢筋网和菱形网紧固；

步骤五、待顶板垮落并稳定后，对垮落不充分的地方进行填充，整理巷道形状满足使用要求，并对巷道切顶后的区域喷浆，此时将单体支柱(12)撤掉，保留U型钢(9)进行挡矸。

2.根据权利要求1所述的一种非密实固体充填工作面切顶沿空留巷方法，其特征在于：步骤二中，所述施工切顶钻孔(6)需在加强支护的掩护下进行，切顶爆破工作需超前工作面不低于130m，该超前工作面内距工作面20m范围内采用端头支架和超前支架进行超前支护，20-130m范围人行道采用单元式超前液压支架支护，单元架走向中心距控制在10±0.1m之间。

3.根据权利要求1所述的一种非密实固体充填工作面切顶沿空留巷方法，其特征在于：步骤二中，所述的切顶爆破工作：首先设计单孔试验，再进行间隔爆破，观察两个相邻装药孔内裂纹情况，如果两个相邻装药孔间空孔裂纹未达到切顶要求，需再进行一次连续爆破试验，最终确定一次爆破孔数及爆破方式。

4.根据权利要求1所述的一种非密实固体充填工作面切顶沿空留巷方法，其特征在于：步骤三中，所述的液压支架(15)采用固体充填液压支架，通过设在固体充填液压支架后部的刮板输送机(8)将矸石运输至采空区，工作面充实率根据矿井井下处理矸石的需要调整。

5.根据权利要求1所述的一种非密实固体充填工作面切顶沿空留巷方法，其特征在于：步骤四中，所述的单体支柱(12)和U型钢(9)的顶板上加设有木楔。