[发明专利]综放工作面切顶卸压无煤柱自成巷挡矸支护方法

说明书

本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种综放工作面切顶卸压无煤柱自成巷挡矸支护方法；包括临时挡矸结构、挡矸支护系统和留巷临时支护系统，临时挡矸结构与放顶煤工作面液压支架后方的放煤刮板运输机机头相连，当工作面推进时，临时挡矸结构随放顶煤工作面液压支架和放煤刮板运输机前移，挡矸支护系统固定安装在临时挡矸结构背向采空区垮落矸石一侧；留巷临时支护系统包括单体液压支柱和底梁；临时挡矸结构可以临时挡住工作面后方采空区内垮落下的矸石，给施工人员提供及时的安全保障，而留巷临时支护系统不但可以用来支护留巷内的顶板免受采空区垮落矸石动压扰动的影响，而且可以防止采空区矸石完全垮落压实稳定之前，挡矸支护结构倾倒。

技术领域

本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种综放工作面切顶卸压无煤柱自成巷挡矸支护方法。

背景技术

传统的长壁式采煤方法中，开采一个工作面首先需要掘进两条回采巷道，然后才能回采本工作面的煤炭资源，且相邻的工作面之间通常还需保留一条20米宽的区段煤柱来保护下一工作面的沿空巷道。这种开采方法由于开采之前需要提前掘进两条回采巷道，经常会造成工作面直接采掘接替紧张。此外，由于相邻工作面之间留设区段保护煤柱，又会造成大量的煤炭资源损失。

切顶卸压无煤柱自成巷技术是一种新型的留巷方法，该方法通过定向爆破技术切断采空区顶板与留巷顶板之间的连接，然后利用特殊的支护技术在留巷采空区侧形成矸石帮，最终能够保留本工作面的一条回采巷道给下一工作面使用。这种开采方法不但能够保留本工作面的一条回采巷道给下一工作面使用，而且可以完全消除工作面之间的区段保护煤柱。因此该方法不但可以极大的缓解工作面之间的采掘接替问题，而且理论上可以将工作面的煤炭资源回采率提高到100％。

目前切顶卸压无煤柱自成巷技术在煤层厚度4.5米以下的一次采全高工作面较为成熟，且在全国有较大范围的推广应用。然而在煤层厚度大于4.5米的厚煤层综采工作面，尤其是厚煤层综采放顶煤工作面，切顶卸压无煤柱自成巷技术还处在实验阶段。这是因为厚煤层综采放顶煤开采方法的技术工艺与一次采全高开采方法有较大差异。由于厚煤层综采放顶煤开采方法适用在厚及特厚煤层工作面中，因此其矿压显现活动更为剧烈。且综采放顶煤开采方法还需要在工作面液压支架后方设置单独的放煤刮板运输机，因此切顶卸压无煤柱自成巷技术无法在放顶煤工作面的端头支架旁进行留巷的挡矸支护，所以还需要针对放顶煤工作面切顶卸压无煤柱自成巷技术设计单独的挡矸支护方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：综采放顶煤开采方法需要在工作面液压支架后方设置单独的放煤刮板运输机，因此切顶卸压无煤柱自成巷技术无法在放顶煤工作面的端头支架旁进行留巷的挡矸支护，还需要针对放顶煤工作面切顶卸压无煤柱自成巷技术设计单独的挡矸支护。

本发明提供了如下技术方案：一种综放工作面切顶卸压无煤柱自成巷挡矸支护方法，包括临时挡矸结构、挡矸支护系统和留巷临时支护系统，临时挡矸结构与放顶煤工作面液压支架后方的放煤刮板运输机机头相连，当工作面推进时，临时挡矸结构随放顶煤工作面液压支架和放煤刮板运输机前移，挡矸支护系统固定安装在临时挡矸结构背向采空区垮落矸石一侧，且挡矸临时支护系统不与临时挡矸结构进行连接；留巷临时支护系统包括单体液压支柱和底梁，单体液压支柱用于支护保留巷道的顶板来抵抗采空区垮落矸石的动压扰动，底梁作为单体液压支柱的底座，防止单体液压支柱陷入巷道煤层底板中，采空区一侧的底梁和沿空侧的单体液压支柱与挡矸支护系统直接接触。

进一步地，临时挡矸结构包括若干块沿工作面推进方向排列的挡矸板，前后挡矸板之间通过螺栓连接，临时挡矸结构通过螺栓孔与放煤刮板运输机机头连接。

进一步地，临时挡矸结构的高度低于巷道的高度，临时挡矸结构的高度＝巷道高度-0.5m；临时挡矸结构的宽度＝工作面日进尺；临时挡矸结构的宽度有限，只需要在日进尺长度范围内起到对垮落矸石的临时支护，而此时临时挡矸结构所支护的矸石主要为煤层的直接顶，并不会完全充满采空区，因此临时挡矸结构的高度＝巷道高度-0.5m。