一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法与流程

本发明涉及煤矿采矿领域，具体涉及一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法。

背景技术：

随着我国煤炭生产规模的日益扩大，大部分东部煤矿矿井开采水平不断延伸，开采深度对矿井回采所产生的影响越来越显著；而且随着大采高技术的不断成熟，为了保证煤炭资源的高采出率，许多厚煤层工作面都采用一次采全高工艺进行煤炭资源开采；但是这种大采深大采高环境下进行工作面回采，工作面超前支承应力会对回采巷道很强的影响，特别是在复合顶板条件下，工作面超前区域巷道变形剧烈，严重影响巷道的正常运输、通风、行人机能的同时，还造成了冒顶、煤岩突出等安全隐患。所以目前，亟需一套针对这种大采高大采深复合顶板条件下巷道超前支承应力影响区域变形剧烈问题的巷道修复手段。

技术实现要素：

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法，其有效的解决了大采高大采深复合顶板条件下巷道超前支承应力影响区域变形剧烈亟需巷道修复的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法，包括以下步骤：

(1)对工作面超前二次成巷进行必要性评估；

(2)对工作面超前二次成巷拉底、扩帮；

(3)对工作面超前二次成巷支护补强。

优选地，步骤1)中对工作面超前二次成巷进行必要性评估的方法为：测量工作面两巷超前位置即工作面前方100m范围内的巷道宽度，与原巷道的宽度进行对比，若巷道收缩率大于等于50％，则需要对巷道进行扩帮、拉底处理，进行二次成巷；若巷道收缩率小于50％，则说明巷道仍可发挥其应有的机能，不需要二次成巷。

优选地，所述巷道收缩率为巷道移近距离与原巷道即巷道第一次成型时的宽度的比值。

优选地，步骤2)中扩帮的方法为：对变形的巷帮进行破碎处理，对顶部沿煤层顶板施工，底部保证平整，扩帮深度为原巷道宽度的30％～50％。

优选地，步骤2)中拉底的方法为：对底鼓巷道进行破碎并平整处理，并将所产生的矸石运出，最大拉底深度为原巷道中线高度的50％。

优选地，步骤3)中支护补强的方法为：对新成型的巷道采用锚网加锚索的方法进行补强加固，采用高强锚索(2)和高强锚杆(1)，配合u型托梁(3)和钢芭网(4)联合支护，同时对高强锚索(2)和高强锚杆(1)的间排距相对原巷道支护方式进行缩小，将支护密度增大到之前的120％以上，以增强支护强度。

本发明的有益效果在于：基于大采高大采深复合顶板条件下巷道的变形特征，确定二次成巷的必要性，提出了完整的超前二次成巷的巷道修复方法，有效解决了矿井工作面超前应力影响段巷道变形大难支护的问题，显著提高了工作面两巷的通风和回采效率，是工作面安全高效生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的大采高大采深复合顶板工作面两巷超前二次成巷后巷道断面图。

图2是本发明的大采高大采深复合顶板工作面两巷超前二次成巷后巷道顶板高强锚杆与高强锚索间排距示意图。

图3是本发明的大采高大采深复合顶板工作面巷道变形及二次成巷前后巷道断面对比示意图。

图4是本发明实施例扩帮实施方案示意图。

附图标记说明：

1-高强锚杆、2-高强锚索、3-u型托梁、4-钢芭网、5-普通锚索、6-等强锚杆、7-原巷帮、8-巷道、9-原巷道、10-修复后巷道、11-转载机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法，包括以下步骤：

步骤一：对工作面超前二次成巷进行必要性评估；

参见附图3；原巷道9在地应力作用下发生严重变形，通过测量工作面两巷超前位置巷道8的宽度，与原巷道9的宽度进行对比，若巷道收缩率(巷道8移近距离与原巷道9宽度的比值)大于等于50％，则需要对巷道8进行扩帮、拉底处理，进行二次成巷；若巷道收缩率小于50％，则说明巷道8仍可发挥其应有的机能，不需要二次成巷；若巷道8经测量后，巷道收缩率大于50％需要进行二次成巷修复。

步骤二：制定巷道二次成巷前的准备工作。

需要针对巷道8实际情况确定扩帮位置，扩帮距离，同时进行施工场地检核、施工材料设备的准备工作。

步骤三：巷道扩帮

变形的巷帮进行破碎处理，顶部沿煤层顶板施工，底部保证平整，扩帮深度为原巷道9宽度的30％～50％，扩帮过程中需要利用金属网配合单体支柱、铰接顶梁进行架棚临时支护，

参见图4，为实施例扩帮方案示意图；一般巷道内都设有转载机11，为了不对转载机11一侧的设备产生影响，选取扩帮计划为：从转载机11机尾位置开始扩帮，先对扩上帮，扩帮距离20m；再扩下帮，扩帮距离80m，总扩帮距离100m。

步骤四：巷道拉底

对底鼓巷道进行破碎并平整处理，并将所产生的矸石通过转载设备运出，拉底以10m范围内最低处巷道高度为基准，拉底前后保证与原巷帮7垂直，地面平整，过渡平缓，干净无异物，若遇到岩石坚硬地段，需采取对底板进行爆破预裂的方法辅助破岩。

步骤五：巷道补强支护

参见附图1，巷道8拉底扩帮完成后，对修复后巷道10采取锚网配合高强锚索2进行支护，巷道顶板使用液压锚索钻机打钻孔，巷道帮部采用风动zqs-50/1.8s手持式钻机打钻孔，成孔采用φ22×7500mm高强锚索2和φ22×2600mm高强锚杆1进行支护，

参见附图2，调整高强锚杆1和高强锚索2的支护密度，锚索间排距由原巷道9中普通锚索5之间的1400×1500mm变为高强锚索2之间的1000×1200mm，锚杆间排距由之前等强锚杆6之间的750×750mm变为高强锚杆1之间的700×700mm。

修复后巷道10的高强锚索2安装时是配合36u型托梁3对相邻高强锚索2进行连接；高强锚杆1安装时，铺设900mm×2600mm钢笆网4，保证一根高强锚杆1必须穿过相临的两块钢笆网4。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

技术总结
一种大采深大采高复合顶工作面两巷超前二次成巷方法，包括首先对工作面超前二次成巷进行必要性评估；其次对工作面超前二次成巷扩帮、拉底；最后对工作面超前二次成巷支护补强；基于大采高大采深复合顶板条件下巷道的变形特征，确定二次成巷的必要性，提出了完整的超前二次成巷的巷道修复方法，有效解决了矿井工作面超前应力影响段巷道变形大难支护的问题，显著提高了工作面两巷的通风和回采效率，是工作面安全高效生产。

技术研发人员：张吉雄;张建国;陈星明;张衡;张琪;王佳奇;郭宇鸣;张强
受保护的技术使用者：中国矿业大学;平顶山天安煤业股份有限公司;中国平煤神马能源化工集团有限责任公司
技术研发日：2019.04.18
技术公布日：2019.08.13