[发明专利]一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法

说明书

本发明公开了一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法，其属于地下煤矿开采上下山保护技术领域；包括以下步骤：计算覆岩关键层位置，回撤巷道破顶掘进，回撤巷道分段支护，钻孔布置，双向聚能爆破分层布置，预裂爆破，普通锚索、高强让压锚索二次预紧。本发明采用切顶卸压方法起到消减上下山保护煤柱动压的目的，上下山巷道变形将会大幅减小，支护成本将会大幅降低，保护煤柱可以相应的减小，节省大量的滞留煤柱，同时减弱液压支架回撤期间巷道的变形，降低支护强度，减少垛式液压支架的使用数量，又能够保证支架的快速安全回撤，具有极大的推广应用前景。

技术领域

本发明属于地下煤矿开采上下山保护技术领域，具体涉及一种煤矿回采工作面回撤巷道切顶卸压保护采区上下山技术，更具体地说，是涉及一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法。

背景技术

众所周知，目前我国中东部主要煤矿产区浅部煤层已逐渐开采殆尽，现阶段主要煤矿开采区已向深部开采发展。我国煤炭开采的主要方式为井工开采，采区上下山多通过留设煤柱的方式进行维护。随着我国煤矿开采深度不断加深，其特殊的“三高一扰动”(高地应力、高低温、高岩溶水压及采矿扰动)环境，带来了新的安全问题，这些问题严重影响着我国深部煤炭开采的安全生产。尤其是在煤矿开采过程中，岩体多表现为软岩特性，使得采区上下山矿山压力以及矿山压力显现问题尤为突出。这就对煤柱尺寸留设有了更高的要求，必须增加煤柱尺寸以实现护巷目的。

但经过多次现场实践，留设较宽煤柱不仅护巷效果一般，而且还引发了更严重的煤矿安全问题，比如深井开采中会在残留煤柱上方形成应力集中，造成煤柱下方较近距离煤层开采条件恶化，增加冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害的防治难度；而且开采深度越大，这些问题就越突出，即便在保障安全回采的条件下，深井复杂条件使得煤柱回收工作异常困难，煤炭资源大量浪费，不利于煤矿的可持续发展。

发明内容

本发明就是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种合理开发煤炭资源，提高资源回收率的用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法。

为解决上述技术问题，为此本发明包括以下步骤：

计算覆岩关键层位置：

根据关键层特征，在采空区上覆岩层弯曲变形过程中，其上部岩层与之同步变形，而下部岩层变形和关键层不协调，因而关键层承受的载荷不需要下部岩层来承担，假设第一岩层为关键层，关键层控制岩层达到n层，则n+1层成为关键层的条件为：

(q_n+1)₁(q_n)₁

式中，(q_n+1)₁和(q_n)₁分别为计算到岩层第n+1层与第n层时，第一关键层所受载荷；

回撤巷道破顶掘进：

首先根据采高计算直接顶厚度，直接顶厚度计算公式为：

式中，M_Z—直接顶厚度，m；

h—采高，m；

S_A—老顶岩梁触矸处的沉降值，取(0.25～0.3)h；

K_A—岩层垮落后的碎胀系数，取1.3；

然后采用机械化设备掘进回撤巷道时进行破顶掘进；

回撤巷道分段支护：

回撤通道正常段顶板采用普通锚索+高强让压锚索支护+单排垛式液压支架联合支护，回撤通道局部破碎段采用普通锚索+高强让压锚索支护+单排垛式液压支架+铺网联合支护，回撤通道局部垮落段采用普通锚索+高强让压锚索支护+单排垛式液压支架+超高框架联合支护；