一种综采末采撤架方法与流程

本申请涉及开采领域，具体而言，涉及一种综采末采撤架方法。

背景技术：

工作面完成掘进任务后，一般需要将掘进设备回撤，以实现采煤设备的循环使用。现有技术中，通常是提前掘好综采工作面回撤巷道，待综采工作面末采贯通后，工艺流程为工作面推至距主撤一定位置进行挂网，然后拖着网进行回采，直至工作面与主撤贯通。

但是挂网阶段支架在采空区承受较大压力，造成支架下沉，对支架拆除工作造成很大影响，且挂网阶段操作复杂，用工人员密集，且速度慢耗费时间长；同时增加了很大的安全隐患。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种综采末采撤架方法，其旨在提高效率，降低安全风险。

本申请提供一种综采末采撤架方法，包括以下步骤：

对巷道顶板进行恒阻锚索加固；

采用双向聚能张拉成型爆破切顶；

末采贯通后不进行挂网，将综采工作面推至主撤架巷；

综采工作面进入主撤架巷后拆除刮板运输机。

综采末采撤架方法取消挂网环节，因为不进行挂网，在与主撤贯通过程中，不用进行对顶网相应的操作，极大提高了贯通效率，减小安全风险。

在本申请的一些实施例中，上述对巷道顶板进行恒阻锚索加固的步骤包括：

沿巷道的采帮侧至非采帮侧的方向间隔设置多根恒阻锚索；

靠近非采帮侧的一侧的多根恒阻锚索的至少一根倾斜向上设置。

倾斜向上设置的恒阻锚索对巷道顶板进行了保护或压力减轻，对巷道顶板支护有积极意义，这种支护防止可以在末采贯通中的撤架巷中使用，也可以在沿空留巷中使用。

在本申请的一些实施例中，上述靠近非采帮侧的一侧恒阻锚索设置方式如下：

相邻两根恒阻锚索，一根竖直向上设置，另一根倾斜向上设置。

竖直向上设置与斜向上设置的恒阻锚索以相互交叉的方式布置，可以增加恒阻锚索承载的竖直方向的力。

在本申请的一些实施例中，上述对巷道顶板进行恒阻锚索加固的步骤包括：

沿巷道的采帮侧至非采帮侧的方向，第一根、第二根、第三根以及第五根恒阻锚索竖直向上设置；

第四根与第六根恒阻锚索倾斜向上设置。

在本申请的一些实施例中，上述倾斜向上设置的恒阻锚索与水平方向的夹角为40-45°。

在本申请的一些实施例中，上述倾斜向上设置的恒阻锚索与水平方向的夹角为42°。

可以使第四根和第六根恒阻锚索远离巷道的一端尽可能地远离巷道，使支护后的恒阻锚索可以承接更远位置的巷道顶板；同时恒阻锚索向上倾斜可以使顶板压力传导至非采测煤柱区域，减轻巷道压力。

在本申请的一些实施例中，上述倾斜向上设置的恒阻锚索的支护步骤包括：

倾斜向上钻孔，钻孔的深度大于等于20m；采用φ22×20000mm钢绞线恒阻支护。

在本申请的一些实施例中，上述对巷道顶板进行恒阻锚索加固的步骤还包括：

采用钢筋梯对锚杆进行加护；

采用多条w钢带对恒阻锚索进行加护；

多条w钢带呈十字形交叉加护。

多条w钢带呈十字形交叉加护，使支护后更加稳定。

在本申请的一些实施例中，上述每列倾斜向上设置的恒阻锚索的配套使用一条w钢带。

在本申请的一些实施例中，上述相邻两排的锚杆的距离为700-900mm。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实施例中巷道顶板进行恒阻锚索加固后的截面示意图；

图2示出了本实施例中巷道顶板进行恒阻锚索加固后的另一截面示意图；

图3示出了第一种断裂方式；

图4示出了第二种断裂方式；

图5示出了第三种断裂方式；

图6示出了综采工作面推采进主撤时的结构示意图；

图7示出了综采工作面推采进主撤时的结构示意图；

图8示出了工作面液压支架拆除的示意图；

图9示出了主撤巷道的示意图。

图标：101-锚杆；102-普通锚索；103-恒阻锚索；104-w钢带。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本申请实施例的综采末采撤架方法进行具体说明。

一种综采末采撤架方法，包括以下步骤：

对巷道顶板进行恒阻锚索加固；

采用双向聚能张拉成型爆破切顶；

末采贯通后不进行挂网，将综采工作面推至主撤架巷；

综采工作面进入主撤架巷后拆除刮板运输机。

传统的末采贯通工艺主要为分为挂网部分和贯通部分。例如，综采工作面推至主撤30m位置时，综采工作面开始提高采高，调整工作面伪斜，推至12m位置时停机，然后开始打固定锚杆，上钢丝绳，网运进工作面，再在钢丝绳上挂网，挂网完毕后才开始拖网采煤作业。但是挂网部分工艺复杂，施工时间长，综采工作面需要做条件，人员需求量非常大，效率慢，且安全隐患非常高。拖网作业阶段，因已挂网，综采施工效率特别慢，人员需求量也大，且贯通后，支架在采空区承受较大压力，造成支架下沉，对支架拆除工作造成很大影响，同时增加了很大的安全隐患。

在本申请的实施例中，综采末采撤架方法取消挂网环节，因为不进行挂网，在与主撤贯通过程中，不用进行对顶网的相应操作，极大提高了贯通效率，减小安全风险。

进一步地，图1示出了本实施例中巷道顶板进行恒阻锚索加固后的截面示意图。

巷道顶板进行恒阻锚索加固过程中，主要需要的结构包括锚杆101、普通锚索102、恒阻锚索103、w钢带104以及钢筋梯(图中未示出)。

在图1中，沿竖直方向的多个锚杆101命名为一排锚杆101；沿竖直方向的多个恒阻锚索103命名为一排锚杆101；沿水平方向的多个恒阻锚索103命名为一列恒阻锚索103；每一排恒阻锚索103有多根恒阻锚索103。

图2示出了本实施例中巷道顶板进行恒阻锚索103加固后的另一截面示意图；请参阅图1与图2，图1的上端为采帮侧，底端为非采帮侧。在本申请的实施例中，从采帮侧至非采帮侧，依次设置6列恒阻锚索103，以列普通锚索102。

换言之，从采帮侧至非采帮侧，每一排依次支护6根恒阻锚索103，一根普通锚索102。

在支护的过程中，第一根、第二根、第三根以及第五根恒阻锚索103竖直向上支护；第四根和第六根恒阻锚索103倾斜向上支护。

在本申请的实施例中，第四根和第六根恒阻锚索103与水平方向的角度为40°-45°。作为示例性地，第四根和第六根恒阻锚索103与水平方向的角度可以为40°、41°、42°、43°、44°或者45°等等。进一步地，在本申请的实施例中，第四根和第六根恒阻锚索103与水平方向的角度为42°。

第四根和第六根恒阻锚索103倾斜向上支护。可以对巷道顶板进行保护或压力减轻。进一步地，第四根和第六根恒阻锚索103与水平方向的角度为42°。可以使第四根和第六根恒阻锚索103远离巷道的一端尽可能地远离巷道，使支护后的恒阻锚索103可以承接更远位置的巷道顶板；同时恒阻锚索103向上倾斜可以使顶板压力传导至非采测煤柱区域，减轻巷道压力。

此外，第四根和第六根恒阻锚索103倾斜向上支护，无须进行挂网，仍然能够实现上方顶板较好的支护，在撤架过程中作业时间和危险系数都有很大程度的降低。

在本申请的实施例中，采用钢筋梯辅助锚杆进行支护；采用多条w钢带104辅助恒阻锚索103进行支护；

多条w钢带104呈十字形交叉支护。

请参阅图1，每一排恒阻锚索103采用一条w钢带104进行支护；

在本申请的实施例中，倾斜向上设置的恒阻锚索103的支护步骤包括：倾斜向上设置的恒阻锚索103的配套使用一条w钢带104。换言之，第四列以及第六列恒阻锚索103分别使用一条w钢带104进行支护。

倾斜向上钻孔，钻孔的深度大于等于20m；采用φ22×20000mm钢绞线恒阻支护。

作为示例性地，在本实施例中，锚杆采用φ20×2400mm左旋无纵筋金属锚杆，排距800mm,每排配套使用φ16×5000mm钢筋梯；锚索采用φ22×10000mm钢绞线，排距800mm；以第四根和第六根恒阻锚索103与水平方向的角度为42°进行支护，这两根锚索在巷道施工完毕后，采用钻车施工，钻孔深度至少达到20m，锚索采用φ22×20000mm钢绞线，非采帮侧采用1根普通锚索102支护，每排共计7根锚索，每排4根锚索配套使用1条4500×300×3.0mmw型钢带及非采帮测2根锚索配套使用1条2500×300×3.0mmw型钢带；斜向上特殊施工锚索配套使用1条4500×300×3.0mmw型钢带，且沿巷道方向敷设，全断面铺设金属网片，金属网片规格2600×1000mm。

在本申请的其他实施例中，钻孔的深度以及钢绞线的尺寸也可以为其他值。相应地，恒阻锚索103之间的行距也可以为其他值，进一步地，相邻两排的锚杆的距离为700-900mm，例如，可以为700mm、750mm、780mm、800mm、850mm或者900mm等等。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，恒阻锚索103的数量也可以为5根、4根、7根或者8根等等。靠近非采帮侧的一侧的多根恒阻锚索103的至少一根倾斜向上设置。

换言之，恒阻锚索103的数量可以根据巷道的尺寸进行设置，在靠近非采帮侧的一侧，至少有一根恒阻锚索103倾斜向上设置。相应地，在靠近非采帮侧的一侧，可以有一根恒阻锚索103倾斜向上设置，可以有两根恒阻锚索103倾斜向上设置，也可以有三根或者更多根恒阻锚索103倾斜向上设置。对于两根及以上恒阻锚索103倾斜向上设置的实施例，相邻两个恒阻锚索103可以一个倾斜向上设置，一个竖直向上设置。换言之，对于两根及以上恒阻锚索103倾斜向上设置的实施例，倾斜向上设置的恒阻锚索103可以相邻，也可以间隔设置，两个倾斜向上设置的恒阻锚索103之间可以穿插竖直向上设置的恒阻锚索103。

进一步地，在本申请的其他实施例中，倾斜向上设置的恒阻锚索103与水平方向的角度可以大于45°，例如可以为50°、55°、60°等等。

本申请实施例提供的综采末采撤架工艺中顶板断裂位置分析如下：图3示出了第一种断裂方式，锚固顶端附近断裂。对于锚固顶端附近断裂的情形，直接顶形成一个梁，一处压力由采空区承担，一处由采帮煤柱直接承受上方顶板压力，巷道在梁的下方，承受压力最小。

图4示出了第二种断裂方式，在上方沿切顶方向断裂。在上方沿切顶方向断裂，上方直接顶形成一个悬臂梁，所有顶板压力由悬臂梁承担，巷道承担压力最小。

图5示出了第三种断裂方式，沿倾斜向上设置的恒阻锚索103中间断裂，这种情况对于其他处断裂的概率相对较小。

在沿倾斜向上设置的恒阻锚索103中间断裂的情形下，巷道压力相对较大，但因直接顶发生位移，倾斜向上设置的恒阻锚索103支护拉力越来越大，直到达到恒阻的临界值，恒阻器开始发生位移；因倾斜向上设置的恒阻锚索103支护，且积极主动对顶板形成拉力，把顶板压力传导至非采测煤柱区域，减轻巷道压力。

请参阅图3至图5，上述三种断裂情形下，本申请实施例提供的综采末采撤架工艺均对巷道顶板进行了保护或压力减轻，对巷道顶板支护有非常积极的意义，这种支护防止可以在末采贯通中的撤架巷中使用，也可以在沿空留巷中使用。

承上所述，对巷道顶板进行恒阻锚索加固之后，采用双向聚能张拉成型爆破切顶。

采用双向聚能张拉爆破，利用岩体抗压怕拉的特性，结合专用的聚能装置，实现爆破后在两个设定方向上形成聚能流，并产生集中张拉应力，从而在岩体中形成裂缝。

进一步地，末采贯通后不进行挂网，将综采工作面推至主撤架巷。

基于本申请上述的支护方式，主撤架巷过程中可以取消垛架使用。

图6-图8示出了末采贯通后的流程的示意图，请参阅图6-如9，

图6示出了综采工作面推采进主撤时的结构示意图，综采工作面推采进主撤时，采空区顶板沿切缝垮落下来，达到成功泄压保护留巷段的目的。

综采工作面进入主撤架巷后拆除刮板运输机。

图7示出了综采工作面推采进主撤时的结构示意图，综采工作面推采进主撤时，依次撤出综采工作面的液压支架。图8示出了工作面液压支架拆除的示意图。

此外，本申请实施例提供的综采末采的撤架方法可以只有一条主撤架巷道；图9示出了主撤巷道的示意图。末采工艺流程取消挂网环节，直达进入主撤，依次回撤综采工作面液压支架。

本申请实施例提供的综采末采的撤架方法，与传统作业方式相比，不需要打钢丝绳挂网和拖网作业，作业时间和危险系数都大大降低，采用依次撤架方式可减少90％的道木使用量，具有提高作业效率、降低施工难度、提高安全系数，同时大大减少施工成本的优势。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。