双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷连续、顺序开采方法

1.本发明涉及井工煤矿的开采方法，尤其涉及双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷连续、顺序开采方法。


背景技术：

2.超长推进距离工作面通常指沿走向推进千米及以上距离工作面，且在一定范围内延长工作面推进距离能够实现井下工作面高产高效、增效减员和推动煤矿高度集中生产的发展，但同时当推进距离过长时，风筒和局扇难以满足井下通风要求；而对于物资运输，随着巷道长度的增加，运输所需材料也愈加困难。
3.采用传统的双巷掘进技术，如图1所示，在留设的煤柱6布置若干联络巷7，在掘进的过程中，可以形成风流回路；掘进通风，由巷道2进风，经过联络巷7，最终从巷道3回风；掘进运料，巷道4负责运料，巷道5负责运输掘进产生的煤和矸石，运料与出矸互不干扰，解决了运输与掘进干扰的问题，所以对于超长推进距离工作面，需要采用双巷布置，用以满足通风与辅助运输的要求。
4.采用传统的双巷掘进技术，虽然可以解决通风与辅助运输的难题。但是在其掘进过程中，两条回采巷道之间需留设较大尺寸的煤柱，该煤柱因受第一个工作面采动影响，之后还要为第二个工作面服务，因此需要考虑多次采动影响，双巷掘进之间一般留设30m煤柱，甚至更大尺寸煤柱，造成采区煤炭资源回采率低、丢煤多等问题。
5.沿空巷道是沿着上区段工作面的采空区掘进回采巷道，沿空掘巷具有回采率高、巷道易于维护与掘进的特点，在国内广泛推广与使用，该技术目前已成功应用于薄、中厚、及厚煤层煤层在内的孤岛工作面、深部煤层群以及冲击倾向性煤层等常规与复杂条件的矿井。若采用沿空掘巷技术，其上覆岩层运动通常持续一年甚至更长时间，因此需进行跳采，即先采远距离煤层，等采空区覆岩稳定后在返回来采相邻采空区区域，如若直接顺采，即直接沿上一工作面采空区掘进回采巷道并进行回采，则会受到上一采空区覆岩运动影响，难以保证沿空巷道安全性。
6.综上，超长推进距离工作面采用传统双巷掘进技术，若留设较大尺寸煤柱，会产生回采率低、丢煤多等问题；若留设较小尺寸煤柱，虽然提高了煤炭资源采出率，但是经过多次采动影响，掘进与回采期间，巷道维护难度极大，甚至导致无法正常使用，不利于井下高效生产。如果采用沿空掘巷技术，不仅需要跳采，易出现孤岛工作面，而且无法保证通风与物资材料的运输。
7.综述，针对超长推进距离传统双巷布置与掘进的局限性，以及沿空掘巷技术尚无法应用在超长推进距离工作面的开采中。因此，本发明专利基于解决以上问题，为形成技术创新，实现“连续”“顺序”开采目标，提出了实现双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷的连续、顺序开采方法，所述回采方法顺利解决了传统双巷布置为保障巷道安全高产高效服务期间留设大尺寸煤柱，造成回采率低、丢煤多等问题；沿顶巷道可作为卸压巷、瓦斯抽采巷以及对顶煤卸压，实现“一巷多用”；沿底巷道可继续作为接续工作面的回采巷道，与传统“双巷布
置与掘进”体现出不同的空间布局，实现了重大突破。


技术实现要素：

8.针对以上技术问题，本发明的目的在于，提出了双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷连续、顺序开采方法，以解决现有技术存在的技术局限问题。
9.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
10.双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷连续、顺序开采方法，包括以下过程：
11.a、采区或带区首采工作面一侧采用双巷布置，双巷之间保留大尺寸煤柱；靠近工作面侧巷道沿煤层底板布置，远离工作面侧则沿煤层顶板布置，沿底巷道与沿顶巷道之间按照一定间距利用联络斜巷贯通，形成超长推进距离的双巷布置方式；
12.b、联络斜巷按照3
°
、6
°
、9
°
、12
°
、15
°
(n节)、12
°
、9
°
、6
°
、3
°
、0
°
进行起坡，起坡段高度关键参数n取决于煤厚与沿顶巷道之间的高差；
13.c、在所述首采工作面一侧沿底巷道与沿顶巷道掘进过程中，沿底巷道承担进风、运输掘出的煤和矸石的功能，沿顶巷道承担回风和进料的功能；
14.d、在所述首采工作面开切眼时，工作面另一侧巷道先沿底板部分开切眼，然后参考专利保护权b的溜槽抬升工艺，起坡直至与沿顶巷道贯通，此时，切眼与沿底辅助运输巷道之间形成跨巷道的空间关系；
15.e、在所述首采工作面开采期间，在接续工作面另一侧参考专利保护权a同样采用双巷布置，双巷之间保留大尺寸煤柱；靠近工作面侧巷道沿煤层底板布置，远离工作面侧巷道沿煤层顶板布置，沿底巷道与沿顶巷道之间按照一定间距利用联络斜巷贯通；联络斜巷工艺参考专利保护权b确定；
16.f、在所述接续工作面，双巷掘进到达开采边界后，沿顶巷道向所述首采工作面采空区侧开切眼，直至与所述首采工作面沿底辅助运输巷道贯通，形成切眼；
17.g、在所述接续工作面，利用所述首采工作面沿底辅助运输巷道和接续工作面沿顶巷道形成的切眼进行生产系统布置，所述首采工作面沿底辅助运输巷道可继续作为接续工作面回采巷道；
18.h、在所述接续工作面，沿顶巷道与所述首采工作面沿底辅助运输巷道形成的工作面在开采期间，所述首采工作面沿顶巷道仍可作为措施巷道继续使用，如瓦斯抽采巷、顶煤弱化或卸压巷，达到沿顶巷道的“一巷多用”的效果。
19.i、利用双巷布置辅助巷作为回采巷道继续为接续工作面服务，从而形成双巷布置沿底辅助运输巷道转为接续工作面“负煤柱”单巷的连续、顺采技术。
20.根据本发明所述的方法，优选地，适用于双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷连续、顺序开采方法。
21.具体的，步骤a中，采区或带区首采工作面一侧采用双巷布置，双巷之间保留大尺寸煤柱；靠近工作面侧巷道沿煤层底板布置，远离工作面侧则沿煤层顶板布置，沿底巷道与沿顶巷道之间按照一定间距利用联络斜巷贯通，形成超长推进距离的双巷布置方式。
22.步骤b中，联络斜巷按照3
°
、6
°
、9
°
、12
°
、15
°
(n节)、12
°
、9
°
、6
°
、3
°
、0
°
进行起坡，起坡段高度关键参数n取决于煤厚与沿顶巷道之间的高差。
23.步骤c中，在所述首采工作面一侧沿底巷道与沿顶巷道掘进过程中，沿底巷道承担
进风、运输掘出的煤和矸石的功能，沿顶巷道承担回风和进料的功能。
24.步骤d中，在所述首采工作面开切眼时，工作面另一侧巷道先沿底板部分开切眼，然后参考专利保护权b的溜槽抬升工艺，起坡直至与沿顶巷道贯通，此时，切眼与沿底辅助运输巷道之间形成跨巷道的空间关系。
25.步骤e中，在所述首采工作面开采期间，在接续工作面另一侧参考专利保护权a同样采用双巷布置，双巷之间保留大尺寸煤柱；靠近工作面侧巷道沿煤层底板布置，远离工作面侧巷道沿煤层顶板布置，沿底巷道与沿顶巷道之间按照一定间距利用联络斜巷贯通；联络斜巷工艺参考专利保护权b确定。
26.步骤f中，在所述接续工作面，双巷掘进到达开采边界后，沿顶巷道向所述首采工作面采空区侧开切眼，直至与所述首采工作面沿底辅助运输巷道贯通，形成切眼。
27.步骤g中，在所述接续工作面，利用所述首采工作面沿底辅助运输巷道和接续工作面沿顶巷道形成的切眼进行生产系统布置，所述首采工作面沿底辅助运输巷道可继续作为接续工作面回采巷道。
28.步骤h中，在所述接续工作面，沿顶巷道与所述首采工作面沿底辅助运输巷道形成的工作面在开采期间，所述首采工作面沿顶巷道仍可作为措施巷道继续使用，如瓦斯抽采巷、顶煤弱化或卸压巷，达到沿顶巷道的“一巷多用”的效果。
29.步骤i中，利用双巷布置辅助巷作为回采巷道继续为接续工作面服务，从而形成双巷布置沿底辅助运输巷道转为接续工作面“负煤柱”单巷的连续、顺采技术。
30.本发明提供的双巷布置辅助巷转“负煤柱”单巷连续、顺序开采方法，具有以下优点：
31.(1)回采率高。沿底巷道可实现完全沿着采空区布置，取消煤柱、巷道及端头不放顶煤部分，实现“连续”、“顺序”开采；利用沿顶巷道对顶煤进行预先松动，解决放顶煤回采率低的问题，可实现回采率的最大化；
32.(2)巷道利用率高。沿顶巷道可预先对接续工作面顶煤进行卸压、松动，具有工艺措施巷的特征；首采工作面沿底巷道继续作为接续工作面回采巷道使用，与传统“双巷布置与掘进”体现出不同的空间布局，但是沿底巷道作为接续工作面的回采巷道，实现了重大突破；
33.(3)安全性高。沿顶巷道可作为接续工作面的工艺措施巷预先进行瓦斯抽排、顶煤松动与卸压等；沿底巷道作为回采巷道结合沿顶巷道功能，可实现最大程度采出率，对于自然发火的预防有利。
附图说明
34.图1为超长推进距离工作面传统双巷布置与掘进示意图
35.图2为本发明开采方法回采工作面及接续工作面一侧双巷布置回采示意图
36.图3为本发明开采方法回采工作面及接续工作面一侧双巷布置a-a剖面示意图
具体实施方式
37.结合附图说明本发明中的具体实施方式。
38.本实施例中，第一步，采区或带区首采工作面一侧采用双巷布置，双巷之间保留大
尺寸煤柱12；靠近工作面侧沿煤层底板布置巷道5，远离工作面侧沿煤层顶板布置巷道6，沿底辅助运输巷道5与沿顶巷道6之间按照一定间距利用联络斜巷9贯通，形成超长推进距离的双巷布置方式。
39.第二步，联络斜巷9按照3
°
、6
°
、9
°
、12
°
、15
°
(n节)、12
°
、9
°
、6
°
、3
°
、0
°
进行起坡，起坡段高度关键参数n取决于煤厚与沿顶巷道6之间的高差。
40.第三步，在所述首采工作面一侧沿底辅助运输巷道5与沿顶巷道6掘进过程中，沿底辅助运输巷道5承担进风、运输掘出的煤和矸石的功能，沿顶巷道6承担回风和进料的功能。
41.第四步，在所述首采工作面开切眼10时，工作面一侧巷道4先沿底板部分开切眼，然后按照第二步的溜槽抬升工艺，起坡直至与沿顶巷道6贯通，此时，工作面一侧巷道4与沿顶巷道6形成的切眼与沿底辅助运输巷道5之间形成跨巷道的空间关系。
42.第五步，在所述首采工作面开采期间，在接续工作面一侧按照第一步同样采用双巷布置，双巷之间保留大尺寸煤柱12；靠近工作面侧沿煤层底板布置巷道7，远离工作面侧沿煤层顶板布置巷道8，沿底辅助运输巷道7与沿顶巷道8之间按照一定间距利用联络斜巷贯通；联络斜巷工艺按照第二步确定。
43.第六步，在所述接续工作面，沿底辅助运输巷道7与沿顶巷道8掘进到达开采边界后，沿顶巷道7向所述首采工作面采空区侧开切眼11，直至与所述首采工作面沿底辅助运输巷道5贯通，形成切眼。
44.第七步，在所述接续工作面，利用所述首采工作面沿底辅助运输巷道5和接续工作面沿顶巷道8形成的切眼11进行生产系统布置，所述首采工作面沿底辅助运输巷道5可继续作为接续工作面回采巷道。
45.第八步，在所述接续工作面，沿顶巷道8与所述首采工作面沿底辅助运输巷道5形成的工作面在开采期间，所述首采工作面沿顶巷道6仍可作为措施巷道继续使用，如瓦斯抽采巷、顶煤弱化或卸压巷，达到沿顶巷道的“一巷多用”的效果。
46.第九步，利用双巷布置辅助巷作为回采巷道继续为接续工作面服务，从而形成双巷布置沿底辅助运输巷道5转为接续工作面“负煤柱”单巷的连续、顺采技术。