一种预制弧形支架的急倾斜煤层开采沿空留巷方法与流程

本发明涉及采矿技术方法领域，尤其涉及一种预制弧形支架的急倾斜煤层开采沿空留巷方法。

背景技术：

沿空留巷技术是针对上工作面的一条回采巷道，在工作面回采过程中，通过在采空区边缘构筑巷旁支护体，将其保留下来，作为下工作面的回采巷道使用。生产实践表明，该技术具有降低巷道掘进率、回收护巷煤柱、实现y型通风等优点，在国内外煤矿生产中得到了广泛应用，给煤矿和社会带来很大的经济和社会效益。因而，对于条件适合的矿井都应当优先采用，并尽可能扩大沿空留巷的应用范围。

目前，在薄及中厚缓倾斜煤层采煤工作面开采中，沿空留巷技术已较为成熟，但在急倾斜煤层开采条件下沿空留巷却很难做到。急倾斜煤层开采条件下沿空留巷很难做到的原因是：急倾斜煤层采煤工作面开采后，顶板易在采空区大面积冒落，冒落矸石在重力作用下易向巷道(沿空留巷侧)滑落，冲击巷旁膏体充填体，致使巷旁支护体稳定性降低，同时，在急倾斜煤层采煤工作面进行沿空留巷施工时冒落矸石向巷道滑移，给施工带来危险；另外，由于急倾斜工作面开采煤层倾角大，爆破切顶卸载技术适用性不强，主要是因为直接顶切断后易下冲至巷道内，造成巷道破坏，甚至安全事故，而且切断后的岩层整体性强、碎胀系数很小，断裂岩层与老顶之间仍会留下较大空间使得老顶产生较大的回转下沉，从而引起巷内顶板下沉量增大。

现行的沿空留巷技术工艺，主要是利用充填支架或者其它类型模板充填速凝材料在采空区边缘构筑巷旁支护体(密集支护体、矸石袋、高水速凝材料充填墙体、混凝土块等墙体)，这样不仅工艺复杂，而且需要大量的人力物力，劳动强度大，施工工艺复杂、速度慢。更不适用于急倾斜煤层的沿空留巷条件，而当前急倾斜煤层开采的沿空留巷道技术更是甚少。

技术实现要素：

为了解决急倾斜煤层沿空留巷所带来的上述问题，本发明旨在提供一种实施灵活、成本低、操作安全、易维护、支护效果好的急倾斜煤层开采沿空留巷方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种预制弧形支架的急倾斜煤层开采沿空留巷方法，包括以下步骤：

a、预制弧形支架，备用；

b、在工作面端头支架后方采空区靠近回采巷道底板处，沿竖直方向在底板和顶板各开挖一排槽；

c、将多个预制弧形支架闭合架设在槽内，组成封闭的弧形支护面，拦截采空区滑落矸石，矸石自然下滑将采空区下部充填压实，再在弧形支架旁砌碹支撑顶板，与弧形支架和原有锚杆形成“锚杆+弧形支架+砌碹”联合支护系统支撑顶板，达到沿空留巷的目的。

作为优选，所述的弧形支架为钢筋混凝土弧形支架。

作为优选，所述槽为矩形槽。

作为优选，所述的弧形支架是沿竖直方向设置安装。

本发明的有益效果：所述的急倾斜煤层开采沿空留巷方法减少了煤柱损失，大大提高了煤炭资源的回收率，为下区段开采留设了巷道，节省了巷道掘进费用，具有广泛地应用性；同时，采用的预制弧形支架结构稳定，后期维护简单；本发明具有实施灵活、成本低、操作安全、易维护、支护效果好等优点。

附图说明

图1为本发明沿空留巷断面示意图；

图2为本发明预制钢筋混凝土弧形支架示意图。

图中：1钢筋混凝土弧形支架，2矩形槽，3垮落矸石，4锚杆，5砌碹。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

一种预制弧形支架的急倾斜煤层开采沿空留巷方法，首先依据工作面的煤层厚度、端头支护等情况和采空区顶板来压压力等实际需要，确定图2所示的弧形支架1的a、b、c和r参数及钢筋规格的确定，并在地面进行钢筋混凝土弧形支架1的预制；然后将多个预制好的弧形支架1通过移动式吊装车装运至回采巷道的各个位置；工作面回采后，如图1所示，在工作面端头支架后方采空区靠近回采巷道底板处，沿竖直方向在底板和顶板各开挖一排矩形槽2；然后将多个弧形支架1按顺序闭合架设在矩形槽2内，形成封闭的弧形支护面；采空区垮落矸石3下溜后被弧形支护面拦截，垮落矸石3自然下滑将采空区下部充填压实，再在弧形支架旁砌碹5支撑顶板，与弧形支架1和原有支护的锚杆4形成“锚杆+弧形支架+砌碹”联合支护系统支撑顶板，达到沿空留巷的目的。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种预制弧形支架的急倾斜煤层开采沿空留巷方法，包括以下步骤：a、在地面预制钢筋混凝土弧形支架，并通过移动式吊装车装运至回采巷道；b、在工作面端头支架后方采空区处，沿竖直方向在底板和顶板各开挖一排矩形槽；c、将预制弧形支架闭合架设在槽内，组成封闭的弧形支护面，拦截采空区滑落矸石，再在弧形支架旁砌碹支撑顶板，与弧形支架和原有锚杆形成“锚杆+弧形支架+砌碹”联合支护系统支撑顶板，达到沿空留巷的目的。本发明所述的急倾斜煤层开采沿空留巷方法减少了煤柱损失，提高了煤炭资源的回收率，节省了巷道掘进费用。采用的预制弧形支架结构稳定，具有实施灵活、成本低、操作安全、后期维护简单、支护效果好等优点。

技术研发人员：姚琦;冯涛;廖泽
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：2017.07.03
技术公布日：2017.08.25