一种缓解沿空留巷巷旁充填体变形破坏的方法与流程

本发明涉及无煤柱煤炭开采领域，具体是一种缓解沿空留巷巷旁充填体变形破坏的方法。

背景技术：

绿色开采是我国煤炭开采的一个很重要的方向，无煤柱开采是其中一个典型的开采方式。无煤柱开采分为沿空留巷和沿空掘巷，由于沿空留巷具有一定的优越性，所以沿空留巷在我国煤炭绿色开采领域使用较多。然而在一些存在厚硬顶板且使用沿空留巷的矿井中，充填墙体的破坏形式各异，研究发现，充填墙体上部基本顶的侧向转动会使巷旁充填体受力不均，承受能力远低于均匀受压情况下的承载强度，尤其是当采高较高时，回转空间过大会使基本顶断块过度侧向回转，使巷旁充填体顶部棱角处局部受到远超其承载能力的压力，从而出现局部到整体的大破坏。目前解决沿空留巷充填墙体过度破坏的方法主要是人为干预破断位置，例如深孔爆破法，这种方法产生的震动对工作面产生一定影响，而且最重要的是炸药的爆炸产生很多化学气体，对井下工作人员产生一定影响，而且爆破容易产生大量灰尘，也担心出现哑炮等一系列问题。故亟需产生一种新的释压方法取代炸药爆破法。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提供一种缓解沿空留巷巷旁充填体变形破坏的方法。

本发明采取以下技术方案：一种缓解沿空留巷巷旁充填体变形破坏的方法，包括以下步骤：

s100-根据工作面长度和基本顶的周期来压步距计算出基本顶岩层在侧向的断裂跨度，计算公式如下：

式中：d---基本顶岩层在侧向的断裂跨度，m；l---基本顶周期来压时的步距，m；s---工作面长度，m。

s200-根据计算出来的基本顶岩层在侧向的断裂跨度d，在距离巷旁充填体1/2d左右的位置开始布置充填采煤液压支架，在距离巷旁充填体1/2d到3/2d左右的范围内均采用充填采煤液压支架。

s300-充填采煤液压支架上安有底卸式输送机，在运料平巷内布置自移式转载输送机和运料带式输送机，直接从矸石堆放地运输到所需位置。

s400-开始工作面推进，随着工作面推进，液压支架向前移动，矸石通过运料带式输送机运输至自移式转载输送机，然后到达充填采煤液压支架上安有的底卸式输送机，充填采煤液压支架上安有的底卸式输送机卸载运输来的矸石，矸石卸载速度根据矸石堆的高度确定，卸载矸石高度为采高的7/10h至9/10h，h为采高。

s500-随着工作面的不断推进，矸石不断卸载，矸石在工作面后方距离巷旁充填体1/2d～3/2d的范围内形成一个高为7/10h至9/10h的充填带，直到本工作面留巷结束，在下一个留巷工作面循环采用这种方式，直到整个矿井留巷工作面煤层开采完毕。

进一步的，矸石可以用其他废石代替，其他废石强度应高于煤矸石，当其他废石强度低于煤矸石时，应满足在同等压力下，其他废石堆砌被压缩后，剩余高度不能低于同等压力下7/10h的矸石压缩后剩余高度。

进一步的，所述步骤s200中，当矸石量充足时，在距离充填墙体0到3/2d范围充填。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明是一种在存在厚硬顶板的沿空留巷中解决充填墙体因上部岩块回转造成过度破坏的方法，很好的利用现存的，操作较为成熟的矿用机械设备，从巷旁充填体力学破坏机理出发，利用矿山开采产生的废石实现改变巷旁充填的受力状态，从而避免巷旁充填体过度破坏影响所留巷道的使用。本发明省掉大部分爆破人员，减少成本，而且除采面粉尘外无污染，可以彻底避免爆破污染问题，而且安全性较高。

附图说明

图1是本发明的充填位置三维示意图；

图2是本发明的充填位置及设备布置整体平面示意图；

图3是图2所示a-a剖面图；

图4是图2所示b-b剖面图；

图中：1-顶板，2-液压支架，3-采空区，4-充填矸石，5-巷旁充填体，6-采煤工作面，7-运料平巷，8-相邻未采煤层，9-直接顶，10-基本顶a，11-基本顶b，12-基本顶c，13-直接顶垮落岩石，14-采煤机，15-充填采煤液压支架，16-底卸式输送机，17-自移式转载输送机，18-运料带式输送机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施作进一步描述：

本发明是一种缓解沿空留巷巷旁充填体变形破坏的方法，具体步骤如下：

s100-如图4中d所示，根据工作面长度和基本顶的周期来压步距计算出基本顶岩层在侧向的断裂跨度，计算公式如下：

式中：d---基本顶岩层在侧向的断裂跨度，m；l---基本顶周期来压时的步距，m；s---工作面长度，m。

s200-根据计算出来的基本顶岩层11在侧向的断裂跨度d，如图2所示，在距离巷旁充填体5的1/2d左右位置开始布置充填采煤液压支架15，在距离巷旁充填体5的1/2d到3/2d左右的范围内均采用充填采煤液压支架15。当矸石量充足时，在距离充填墙体0到3/2d范围充填。

s300-如图3所示，充填采煤液压支架15上安有底卸式输送机16，在运料平巷7内布置自移式转载输送机17和运料带式输送机18，直接从矸石堆放地运输到所需位置。

s400-如图2所示，开始工作面推进，随着图3中工作面采煤机14割煤推进，液压支架2向前移动，矸石通过运料带式输送机18运输至自移式转载输送机17，然后到达充填采煤液压支架15上安有的底卸式输送机16，充填采煤液压支架15上安有的底卸式输送机16卸载运输来的矸石，矸石4卸载速度根据矸石4堆的高度确定，卸载矸石4高度为采高的7/10h至9/10h，h为采高。

s500-如图3所示，随着工作面的不断推进，矸石4不断卸载，起到充填煤层开采后留下的部分空间，矸石在工作面后方距离巷旁充填体1/2d～3/2d的范围内形成一个高为7/10h至9/10h的充填带，直到本工作面留巷结束，在下一个留巷工作面循环采用这种方式，直到整个矿井留巷工作面煤层开采完毕。直接顶9岩石垮落会叠加在已充填的矸石4上，由于矸石4占有一定高度，所以直接顶9垮落后离未垮落基本顶11较近，这样就可以减缓基本顶11岩层在侧向的大幅旋转，减弱基本顶11岩层在巷旁充填体5顶部的不均匀受压，避免巷旁充填体5棱角处出现大部破坏。工作面采煤机14不断推进，矸石4不断运输推进，就可以在保证充填墙体5不受破坏的情形下顺利完成留巷。

矸石可以用其他废石代替，其他废石强度应高于煤矸石，当其他废石强度低于煤矸石时，应满足在同等压力下，其他废石堆砌被压缩后，剩余高度不能低于同等压力下7/10h的矸石压缩后剩余高度。