侧巷支护煤巷掘进方法与流程

本发明涉及一种侧巷支护煤巷掘进方法，属于煤矿开采技术领域。

背景技术：

在煤巷掘进时，煤与瓦斯突出是一种类型的瓦斯特殊涌出的现象，即在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出的现象。煤与瓦斯突出是煤矿井下生产的一种强大的自然灾害，严重威胁着煤矿的安全生产，具有极大的破坏性。由于煤与瓦斯突出能在一瞬间向采掘工作面空间喷出巨量煤与瓦斯流，不仅严重地摧毁巷道设施，毁坏通风系统，而且使附近区域的井全部充满瓦斯与煤粉，造成瓦斯窒息或煤流埋人，甚至会造成煤尘和瓦斯爆炸等严重后果。我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家，突出矿井数占世界突出矿井数的25%。

现有技术中，为防治煤与瓦斯突出造成灾害发生，往往在掘进工作面时先在掘进工作面进行深孔瓦斯抽放卸压，待瓦斯压力降低到符合规定后，再进行煤巷掘进，存在瓦斯抽放时间过长，需大量的等待时间才能进行挖掘，使得掘进效率普遍较低。而且，即便采用了上述手段，在软煤层掘进时，仍然存在突出事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新的煤巷掘进方法，用于解决煤巷掘进时煤与瓦斯突出的问题，具体方案包括以下步骤：

1）煤巷掘进前，在煤巷掘进工作面的两侧先挖掘侧巷；

2）侧巷挖掘完成后，对侧巷之间的掘进工作面进行掘进；

3）依次重复步骤1）-2），进行煤巷掘进。

进一步的，步骤1）中侧巷的宽度不大于0.8m。

进一步的，步骤1）中侧巷的宽度为0.6-0.8m。

进一步的，步骤1）中侧巷的深度不大于10m。

进一步的，步骤1）中侧巷的深度为8-10m。

进一步的，步骤2）中掘进的深度小于步骤1）中侧巷的深度，单次掘进后侧巷保留一段深度。

进一步的，单次掘进后侧巷保留1-3m的深度。

进一步的，步骤1）在侧巷挖掘完成后，先对侧巷进行支护，再实施步骤2）。

进一步的，所述支护是用液压支柱进行支护。

如图1所示，煤巷1掘进时，掘进工作面2处于应力集中区域，因此在掘进时容易出现突出事故。采用深孔瓦斯抽放卸压的方法可以解决瓦斯压力集中引起的突出问题。但在软煤层掘进时，煤层本身具有一定流动性，在自身重力作用下，同样引起掘进工作面应力集中的因素，因此上述瓦斯抽放卸压的方法无法完全解决软煤层突出的问题。

发明人通过采用在掘进工作面的两侧挖掘侧巷，截断工作面两侧的煤层对需要挖掘部分的挤压，可以使工作面的应力集中区域后移，从而解决软煤层掘进时的突出问题。

本发明的有益点在于：本发明可以有效解决煤巷掘进时煤与瓦斯突出的问题，从而保证煤巷掘进时的安全工作；另外，采用本发明的掘进方法，在挖掘侧巷后，有利于需要挖掘部分的瓦斯溢出，从而缩短巷道掘进前的瓦斯抽取时间，并进一步缩短煤巷掘进周期。

附图说明

图1为按现有技术的方法进行煤巷掘进的示意图；

图2为按本发明的方法进行煤巷掘进的示意图。

具体实施方式

本发明的煤巷掘进方法，是采用在掘进工作面的两侧挖掘侧巷，以解决煤巷掘进时煤与瓦斯突出的问题。结合图2，基本方案包括以下步骤：

1）煤巷1掘进前，在煤巷掘进工作面2的两侧先挖掘侧巷3；

2）侧巷3挖掘完成后，对侧巷3之间的掘进工作面2进行掘进；

3）依次重复步骤1）-2），进行煤巷掘进。

上述方案可以与现有技术中对待挖掘部分的煤层进行深孔瓦斯抽放卸压的手段相结合，既在侧巷挖掘完成后，对中间的待掘进区域进行瓦斯抽放，结束后再实施步骤2），对待掘进区域进行掘进。掘进方法可采用传统的爆破掘进、人工掘进或机械掘进，不影响本方案的实施效果。

在上述方案中，根据一般煤巷掘进工作面的宽度为5m左右，单个侧巷的宽度不宜大于0.8m，在侧巷挖掘时，由于挖掘宽度较小，而中间区域的支撑仍然存在，因此侧巷挖掘时不会出现突出问题。在后续需要进行支护时，该宽度以能进行支护作业为准。

为满足正常的挖掘及支护作业要求，步骤1）中侧巷的宽度优选为0.6-0.8m。

另外，与现有技术中瓦斯深孔抽放卸压的钻孔深度相对应的，步骤1）中侧巷的深度不大于10m。在侧巷挖掘后，可对中间待掘进区域进行钻孔和瓦斯抽放，再进行掘进。

作为优选，步骤1）中侧巷的深度范围为8-10m。

在上述方案的基础上，作为一个重要的改进方案，步骤2）中掘进的深度小于步骤1）中侧巷的深度，单次掘进后侧巷保留一段深度。该改进的意图是，由于在工作面掘进后期，越接近侧巷的底部，掘进工作面越接近应力集中区域，也就越容易出现突出问题。因此，在改进方案中，采用单次掘进时保留一段侧巷深度，进一步避免突出问题。待两侧的侧巷进一步掘进后，再次进行掘进。

针对上述改进方案，优选的，单次掘进后侧巷保留1-3m的深度。

在上述方案的基础上，作为另一个改进方案，步骤1）在侧巷挖掘完成后，先对侧巷进行支护，再实施步骤2）。挖掘侧巷的目的是截断两侧煤层的压力，使掘进工作面的应力分布后移。对侧巷顶板进行支护的目的是对待掘进区域的顶板起到超前支护作用，降低待掘进区域的顶部压力引起突出的可能性。

针对上述改进方案，该支护是用液压支柱4进行支护，单个液压支柱的支撑力在200-300吨左右，沿侧巷深度每间隔500-600mm设置一个液压支柱，可以对待掘进区域的顶板起到有效的辅助支撑作用。

上述方案可以有效的解决软煤层中煤巷掘进时的突出问题，同时可以大幅提高掘进效率。如在一个具体实施例中，掘进工作面的宽度为5m，掘进时，现在两侧挖掘0.8m宽的侧巷，侧巷深度为10m，在侧巷掘进的同时对侧巷顶板进行液压支柱支护。在侧巷挖掘后，对待掘进区域进行瓦斯抽放，由于存在侧巷，瓦斯可沿侧巷溢出，因此可不进行打钻抽放瓦斯，直接进行掘进，掘进深度达到9m后，停止掘进，此时侧巷仍保留2m深度。循环进行上述步骤依次掘进，按上述方法，1个月掘进深度在120m以上。为提高操作的安全性，也可按传统方法进行打钻，瓦斯抽放1-3天既可以将瓦斯压力降低到规定条件以下，再进行掘进。

而采用现有技术的方法，在每次掘进8-10m后，需要打钻等待瓦斯抽放10-15天，一个月掘进深度只能达到30m左右。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种侧巷支护煤巷掘进方法，用于解决煤巷掘进时的工作面突出问题，该方法包括以下步骤：1）煤巷掘进前，在煤巷掘进工作面的两侧先挖掘侧巷；2）侧巷挖掘完成后，对侧巷之间的掘进工作面进行掘进；3）依次重复步骤1）‑2），进行煤巷掘进。本发明可以有效解决煤巷掘进时煤与瓦斯突出的问题，并可以缩短煤巷掘进周期。

技术研发人员：李辉;魏建平;张宏图;张健;陈海栋;段振伟;张学增
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2019.03.02
技术公布日：2019.04.23