一种厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法与流程

本发明涉及一种回采巷道布置方法，属于矿山井下巷道布置与围岩控制领域，尤其涉及到矿山井下厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法。

背景技术：

煤层大于3.5m以上的煤层称为厚煤层，而山西组二叠系二₁煤层厚度普遍在5m以上，煤炭资源储量大与机械化程度较高的矿井采用大采高开采，而煤炭资源储量小与机械化程度较低的矿井则采用分层开采。由于厚煤层上分层开采后的顶板垮落与附近煤柱区域的应力集中，下分层工作面回采巷道掘进与支护困难。一般情况下，下分层工作面开切眼均布置在上分层采空区下的下分层煤层破碎围岩中或上分层工作面后方应力升高区的下分层煤层中，使得下分层工作面大断面开切眼的掘进与支护更加困难，严重制约了矿井安全与高效生产，给厚煤层分层开采下分层工作面开采带来了挑战。

本发明依据上分层工作面采空区下应力降低区与原岩应力区实体煤层围岩完整的巷道围岩稳定思想，将下分层工作面开切眼设计在上分层工作面开切眼后方原岩应力实体煤区，且下分层工作面开切眼沿上分层煤层顶板布置，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷采用内错式布置，且下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷平行，从下分层工作面开切眼到上分层工作面开切眼之间实体煤区的下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷从下分层工作面开切眼沿上分层煤层顶板布置一段距离后，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷均与上分层煤层顶板呈7°夹角向下分层煤层过渡，到下分层底板后沿底板布置进入上分层工作面采空区下的下分层煤层中。该厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法，将下分层工作面大断面开切眼布置在实体煤层上分层煤层中的原岩应力区，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷布置在上分层工作面采空区下的应力降低区，发挥了大断面开切眼围岩自承能力，利于常规断面工作面运输平巷和回风平巷的维护，促进了厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道围岩的稳定。

技术实现要素：

本发明基于厚煤层分层开采下分层工作面开切眼断面尺寸大、工作面运输平巷与工作面回风平巷围岩较为破碎的支护难题，提出一种厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法，旨在解决厚煤层分层开采下分层工作面开切眼、下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷围岩的稳定，通过将下分层工作面开切眼布置在上分层工作面开切眼后方实体煤层原岩应力区，且下分层工作面开切眼沿上分层煤层顶板布置，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷采用内错式布置，且下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷平行，以实现厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道围岩稳定的目的。

为解决上述问题，本发明一种厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法，其采取的技术方案是：在下分层工作面推进方向上确定应力降低区、应力升高区和原岩应力区，按照回采巷道的使用功能与服务要求确定回采巷道的断面与尺寸；在上分层工作面开切眼后方应力升高区与原岩应力区边界处的原岩应力区沿上分层煤层顶板布置下分层工作面开切眼；下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷采用内错式布置，且下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷平行，从下分层工作面开切眼到上分层工作面开切眼之间实体煤区的下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷沿上分层煤层顶板布置一段距离后，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷均与上分层煤层顶板呈7°夹角向下分层过渡至实体煤层底板；沿实体煤层底板向前继续布置下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷进入上分层采空区下的下分层煤层中。

该方法主要包括以下步骤：

步骤一，根据厚煤层赋存条件及上分层开采后应力分布曲线，在下分层工作面推进方向上确定应力降低区、应力升高区和原岩应力区；

步骤二，确定下分层工作面开切眼断面为矩形，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷断面为梯形，按照使用功能与服务要求确定回采巷道断面尺寸；

步骤三，在上分层工作面开切眼后方应力升高区与原岩应力区边界处的原岩应力区沿上分层煤层顶板布置下分层工作面开切眼，下分层工作面开切眼与上分层工作面开切眼呈平行布置；

步骤四，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷采用内错式布置，且下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷平行，从下分层工作面开切眼到上分层工作面开切眼之间实体煤区的下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷沿上分层煤层顶板布置一段距离后，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷均与上分层煤层顶板呈7°夹角向下分层过渡至实体煤层底板；

步骤五，沿煤层底板向前继续布置下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷进入上分层工作面采空区下的下分层煤层中，当下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷均与采区准备巷道贯通后，完成厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置。

进一步，在步骤二中，下分层工作面开切眼矩形断面宽度大于8m。

进一步，在步骤三中，上分层工作面开切眼与下分层工作面开切眼距离25m以上。

进一步，在步骤四中，实体煤层底板位置在上分层工作面开切眼后方实体煤层边界处。

本发明的优点和有益效果是：本发明依据上分层工作面采空区下应力降低区与原岩应力区实体煤层围岩完整的巷道围岩稳定思想，将下分层工作面大断面开切眼布置在上分层开切眼后方实体煤层中的原岩应力区，且沿上分层煤层顶板布置，下分层工作面运输平巷和下分层工作面回风平巷采用内错式布置在上分层采空区下的应力降低区，发挥了大断面开切眼围岩自承能力，利于常规断面运输平巷和回风平巷的维护，促进了厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道围岩的稳定。

附图说明

图1是实现本发明一种厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法示意图。

图2是图1的A处剖面图。

图中：1为下分层煤层；2为上分层工作面采空区；3为上分层工作面开切眼；4为应力降低区；5为应力分布曲线；6为下分层工作面运输平巷；7为应力升高区；8为原岩应力区；9为下分层工作面开切眼；10为上分层煤层；11为下分层工作面回风平巷。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和实例对本发明作进一步详细描述。

本发明提供了一种厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置方法。

如图1～2所示，本发明的具体实施方式包括如下步骤：

步骤一，根据厚煤层赋存条件及上分层开采后应力分布曲线5，在下分层工作面推进方向上确定应力降低区4、应力升高区7和原岩应力区8；

步骤二，确定下分层工作面开切眼9断面为矩形，下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11断面为梯形，按照使用功能与服务要求确定回采巷道断面尺寸；

步骤三，在上分层工作面开切眼3后方应力升高区7与原岩应力区8边界处的原岩应力区8沿上分层煤层10顶板布置下分层工作面开切眼9，下分层工作面开切眼9与上分层工作面开切眼3呈平行布置；

步骤四，下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11采用内错式布置，且下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11平行，从下分层工作面开切眼9到上分层工作面开切眼3之间实体煤区的下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11均沿上分层煤层10顶板布置一段距离后，下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11均与上分层煤层10顶板呈7°夹角向下分层过渡至实体煤层底板；

步骤五，沿实体煤层底板向前继续布置下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11进入上分层工作面采空区2下的下分层煤层1中，当下分层工作面运输平巷6和下分层工作面回风平巷11均与采区准备巷道贯通后，完成厚煤层分层开采下分层工作面回采巷道布置。

进一步，在步骤二中，下分层工作面开切眼9矩形断面宽度大于8m。

进一步，在步骤三中，上分层工作面开切眼3与下分层工作面开切眼9距离25m以上。

进一步，在步骤四中，实体煤层底板位置在上分层工作面开切眼3后方实体煤层边界处。

本发明不仅仅局限于本实施方式的描述，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应含在本发明的保护范围之内。