一种倾斜厚煤层沿顶掘进超高回采巷道切顶留巷方法与流程

本发明涉及煤矿开采及巷道掘进与支护技术，特别是一种倾斜厚煤层沿顶掘进超高回采巷道切顶留巷的方法。

背景技术：

沿空留巷作为无煤柱护巷的一种布置方式，具有提高煤炭资源回收率、降低巷道掘进率、缓解工作面采掘接续紧张等优点，在煤矿生产中被广泛应用。但是，对于高瓦斯厚煤层沿空留巷，为方便工作面回采，回采巷道常采用沿底掘进方式，极易造成上隅角瓦斯积聚、顶板下沉等问题，给矿井安全生产带来了严重挑战。如果采用沿顶掘进方式，又会出现工作面端头三角煤大量损失的问题，增加了煤炭资源的损失量。

基于上述分析，沿顶掘进回采巷道、增加留巷高度、调整端头割煤角度等措施可有效解决上述问题，为此，本发明从现场生产实际出发，解决了超高巷道支护、煤帮片帮和冒落矸石进入巷道等问题，为沿顶掘进超高回采巷道沿空留巷提供了切实可行的途径。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种倾斜厚煤层沿顶掘进超高回采巷道切顶留巷方法，采用“锚网索+单体液压支柱+铰接顶梁+u型钢棚+木垛”分阶段联合掘进与控制技术，有效地解决了支护结构防推倒、煤帮片帮、冒落矸石进入巷道等问题，实现了单体液压支柱、铰接顶梁和u型钢等支护材料的回收利用，增加了工作面端头三角煤的回收率。

本发明解决的技术方案是，包括以下步骤：

（1）工作面回采巷道掘进期间，巷道沿顶掘进，巷道断面（宽×高）为4700mm×3500mm，断面高度为巷道中心线处高度，采用锚网索联合支护；

（2）工作面回采前，对工作面前方回采巷道施工切顶钻孔，使巷道顶板与工作面顶板可以顺利断开，保证巷道顶板的完整与稳定，切顶钻孔深度为15m，施工结束后，对顶板施工切顶锚索，对巷道实煤体帮进行锚索加强支护，然后卧底扩刷断面并补齐锚杆，扩大后巷道断面（宽×高）为4700mm×5500mm，扩刷断面后巷道变成超高巷道，减少了端头的三角煤，有效提高了工作面的回采率；

（3）对新掘出的巷道实煤体帮进行锚索加强支护，然后在巷道高帮侧顶板的切顶锚索上挂网，初次挂网的高度与巷道高帮平齐，使网片覆盖巷道高帮；

（4）对巷道采取“单体液压支柱+铰接顶梁+u型钢棚+木垛”加强支护；

（5）工作面回采期间，对高帮退锚，回收端头的三角煤，根据采煤机性能，尽可能地增加端头的割煤角度，以提高端头三角煤的回收率，割煤完成后，移架并在支架后方铺设金属网，将网片与高帮网片连接，防止冒落矸石进入巷道，形成切顶留巷并实现复用。

本发明简单易行，可有效解决支护结构防推倒等巷道支护相关问题，实现切顶留巷及复用，并可回收利用单体液压支柱、铰接顶梁和u型钢等支护材料，增加工作面端头三角煤的回收率，最大程度的降低成本，取得良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明回采巷道掘进完成时的示意图；

图2为本发明回采巷道采取超前卧底扩刷断面后的示意图；

图3为本发明工作面回采后切顶留巷的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1-3所示，本发明在具体实施中，由以下步骤实现：

（1）工作面回采巷道掘进期间，巷道沿顶板1掘进，巷道底部水平，两帮竖直，顶部沿岩层倾角倾斜，去除伪顶，巷道断面（宽×高）为4700mm×3500mm，断面高度为巷道中心线处高度，采用锚网索联合支护4；

（2）工作面回采前，对工作面前方回采巷道，在巷道高帮2侧顶部边缘，施工切顶钻孔6，使巷道顶板与工作面顶板可以顺利断开，保证巷道顶板的完整与稳定，切顶钻孔6深度为15m，施工结束后，在顶板1靠近巷道高帮2侧补打两根切顶锚索14，在巷道实煤体帮2适当位置，倾斜向上补打一根加强锚索5，补打的各根锚索须确保锚固在老顶上，然后卧底扩刷断面并补齐锚杆，扩大后巷道断面（宽×高）为4700mm×5500mm，扩刷断面后巷道变成超高巷道，减少了端头的三角煤，有效提高了工作面的回采率，根据现场实际，超前施工的距离可以选在10m-40m之间；

（3）对新掘出的巷道实煤体帮3进行锚索加强支护，在巷道实煤体帮3下部适当位置，倾斜向下补打一根加强锚索5，然后在巷道高帮2侧顶部的切顶锚索14上挂金属网11，初次挂网的高度与巷道高帮2平齐，使金属网11覆盖巷道高帮2；

（4）对巷道进行“单体液压支柱7+铰接顶梁9+u型钢棚8+木垛12”加强支护，方法是，在距巷道实煤体帮500mm处设置单体液压支柱7，间隔适当距离再设置一个单体液压支柱7，在单体液压支柱7上方架设u型钢顶梁，在巷道高帮2侧架设u型钢棚腿，且与u型钢顶梁用卡缆10连接成一体，形成u型钢棚8，控制冒落矸石13产生的水平推力，u型钢棚8高度为4500mm，巷道高帮2侧挂的金属网11置于u型钢棚8外，移动后架设的单体液压支柱7至距巷道实煤体帮1000mm处，并在单体液压支柱7上增加铰接顶梁9，增加单体液压支柱7的支护面积，形成单体液压支柱7+铰接顶梁9+u型钢棚8支护结构，u型钢棚8上方未接顶位置采用木垛12背实，减少顶板变形空间，最终形成“单体液压支柱7+铰接顶梁9+u型钢棚8+木垛12”加强支护；

（5）工作面回采期间，对巷道高帮2退锚，回收端头的三角煤，根据采煤机的性能，要尽可能地增加端头的割煤角度，以提高端头三角煤的回收率，割煤完成后，移架并在支架后方铺设金属网11，将网片与高帮网片连接，防止冒落矸石13进入巷道，形成切顶留巷并实现复用。

本发明简单易行，可有效解决支护结构防推倒等巷道支护相关问题，实现切顶留巷及复用，并可回收利用单体液压支柱、铰接顶梁和u型钢等支护材料，增加工作面端头三角煤的回收率，最大程度的降低成本，取得良好的经济和社会效益。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种倾斜厚煤层沿顶掘进超高回采巷道切顶留巷的方法，采用分阶段联合掘进与控制技术，具体方法是：掘进回采巷道，采用锚网索联合支护；工作面回采前，对工作面前方回采巷道施工切顶锚索与切顶钻孔，之后进行卧底扩刷断面，补齐巷帮支护，同时在高帮侧挂网，对巷道施以“单体液压支柱+铰接顶梁+U型钢棚+木垛”加强支护；工作面回采期间，对高帮退锚，回收端头三角煤，在架后铺网，并连接高帮网片，形成切顶留巷并实现复用。本发明简单易行，可有效解决支护结构防推倒、煤帮片帮等问题，实现了巷道复用和支护材料回收，增加了端头三角煤回收率，降低生产成本，具有良好的经济和社会效益。

技术研发人员：王猛;常佳文;张盛;肖同强;神文龙
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2017.07.11
技术公布日：2017.09.15