[发明专利]一种倾斜厚煤层一次采全高巷道布置及顶板支护方法

权利要求书

1.一种倾斜厚煤层一次采全高巷道布置及顶板支护方法，其特征在于，具体步骤为：

A、测量当前煤层断面的参数及确定预掘进的巷道相关参数：

测量确定倾斜厚煤层断面的厚度H₁及当前断面的煤层倾角α，确定现场使用的锚杆长度l，预先设计巷道的下帮高度H₂₁、上帮高度H₂₂，且H₂₁和H₂₂的取值范围通常为3～4m；

B、确定当前煤层断面的巷道布设位置：

①在保证巷道掘进后服务期间的稳定性前提下，为了最大化巷道与工作面间的物资运输效率，优先采用巷道沿底板布置的方式，此时，根据步骤A确定的参数，煤层厚度与巷道下帮顶角到煤层顶部的距离需满足的条件为：

H₁-H₂₁*cosα≤2 (1)

若当前煤层断面满足公式(1)的条件，则确定当前煤层断面采用巷道沿底板布置的方式；否则进入步骤②；

②在当前煤层断面不满足公式(1)的条件下，说明煤层厚度较大，此时选择将巷道布置在煤层中部的方式，且需满足如下条件：

式中，H₃为巷道底板到煤层底部的垂直距离，单位为m；

若当前煤层断面满足公式(2)的条件，则确定当前煤层断面采用巷道布置在煤层中部的方式；否则进入步骤③；

③在当前煤层断面不满足公式(2)的条件下，说明煤层厚度极大，此时采用巷道沿顶布设的方式，且需满足如下条件：

H₁-H₂₁*cosα-H₃≥2 (3)

在当前煤层断面满足公式(3)的条件下，确定当前煤层断面采用巷道沿顶布设的方式；

C、确定巷道断面的形状：

根据步骤B确定的巷道布设位置，若采用巷道沿顶布设的方式，则巷道断面的形状确定为直角梯形，且巷道的顶板沿煤层顶部倾斜设置；若采用巷道布置在煤层中部的方式或巷道沿底板布置的方式，则根据锚杆长度l进行如下判断：优先将巷道断面设置成矩形，且需满足巷道上帮顶角到煤层底部的距离小于锚杆长度；若满足该条件则确定巷道断面为矩形，若不满足，则将巷道断面的形状确定为直角梯形，且将巷道的上帮高度大于下帮高度，使巷道的顶板沿煤层顶部平行设置；

D、确定巷道顶板的支护方式：

根据步骤B确定的布设位置及步骤C确定的巷道断面形状，沿底布置和煤层中间布置的矩形巷道和沿顶布设的直角梯形巷道，巷道支护方式均采用锚杆从巷道顶板沿铅锤方向穿过煤层至其上部岩层布置，锚杆间排距w根据顶板强度的普氏系数f，确定如下：f≥6时，w≤900mm；3≤f＜6时，w≤800mm；f＜3，w≤700mm；

煤层中间布置和沿底布置的直角梯形巷道，巷道支护方式采用锚杆从巷道顶板沿垂直煤层顶部的方向穿过煤层至其上部岩层布置，锚杆间排距w根据顶板强度的普氏系数f，确定如下：f≥6时，w≤800mm；3≤f＜6时，w≤700mm；f＜3，w≤600mm；

E、巷道掘进及支护：

根据步骤B和C确定的巷道布设位置及其巷道断面形状，从当前煤层断面随着煤层走向起伏开始进行巷道掘进，并在掘进过程中采用步骤D确定的巷道支护方式进行顶板支护，在掘进一段距离后，重复步骤A至D再次确定此时煤层断面的巷道布设位置及其巷道断面形状，然后从当前位置根据确定的巷道布设位置及其巷道断面形状继续掘进设定的距离，如此重复，直至完成整个倾斜厚煤层的巷道掘进及巷道支护。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜厚煤层一次采全高巷道布置及顶板支护方法，其特征在于，所述步骤D中的巷道支护时，额外采用每间隔两排锚杆沿垂向打设两根长度不小于4m的锚索。

3.根据权利要求1所述的一种倾斜厚煤层一次采全高巷道布置及顶板支护方法，其特征在于，所述步骤E中在掘进一段距离后，若当前巷道采用沿顶布置或沿中部布置，在重新确定巷道布设位置满足沿底布置时后续掘进改为沿底布置，并且巷道断面形状保持不变。