一种薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法与流程

本发明属于煤矿井下薄煤层综采工作面支护的，具体公开了一种薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法。

背景技术：

1、随着中厚煤层的逐渐减少，越来越多的矿井开始重视薄煤层的安全高效开采，目前薄煤层开采普遍采用长壁采煤法，回采之前需预先掘进回采巷道及切眼，形成通风及运输系统，受煤层赋存条件的影响，薄煤层综采工作面回采巷道为半煤岩巷道，实际掘进过程中需截割一半以上的岩层，回采巷道在掘进过程中的掘进难度、成本高于全煤巷掘进。不同于中厚煤层回采巷道，薄煤层综采工作面回采巷道普遍较矮，而为了实现工作面高效侧切进刀和保证回采巷道的实际作业空间，回采巷道设计宽度较大，一般为宽矮型半煤岩巷道。为节约掘进成本，同时提高煤炭资源的采出率，越来越多的薄煤层综采工作面回采巷道采用沿空留巷技术，受沿空留巷工艺及巷道断面的影响，沿空留巷过程中巷道受工作面采动影响大，成巷初期巷道围岩运移剧烈，巷道围岩所受应力复杂，围岩稳定性差；沿空留巷后巷道要为下一个工作面服务，受二次采动影响，围岩破坏变形进一步加大。为保障沿空留巷的安全实施与后续有效使用，留巷过程中往往对围岩进行长距离临时支护，目前对留巷围岩的临时支护主要有单体液压支柱、单元式临时支护装置等，单体液压支柱在实际支护过程中，存在所需作业人员多、劳动强度大、支护效率低、具有一定的安全隐患等问题，此外，临时支护通过不同的人工进行，实际支护强度不均匀，单体支柱与围岩适应性差，实际支护效果不理想；单元式临时支装置一般平行布置于留巷内，一般一排平行布置两架支护装置，受搬运空间的要求，两架临时支护装置均靠近巷帮，由于薄煤层侧切进刀回采工作面所需回采巷道宽度较大，采用单元式临时支护装置进行临时支护时巷道中部顶板悬空距离长，成巷初期留巷围岩在采动影响剧烈影响下临时支护区域内巷道中部顶底板变形量大，实际支护效果较差，薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷临时支护的安全、技术及经济效益有待进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，实现沿空留巷期间巷道的快速、及时、整体支护。

2、上述一种薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，包括下述步骤：

3、s1，在薄煤层回采之前，在工作面规划区域两侧平行掘进运输顺槽和回风顺槽两条回采巷道，运输顺槽和回风顺槽的第一端通过开工作面切眼连通，第二端通过回撤通道相互连通，形成回采工作面通道，布置回采设备，形成第一工作面；

4、s2，将运输顺槽作为沿空留巷，随着第一工作面的推进，在刮板输送机机头的后方不断间隔增加临时支护装置，直至第一工作面推进长度距工作面切眼达到预设距离时停止增加临时支护装置，形成第一工作面后方预设距离内的临时支护区间；

5、s3，随着第一工作面向前采动，继续在刮板输送机机头的后方不断间隔增加临时支护装置，同时将超过预设距离的临时支护装置逐架回撤，使刮板输送机机头后方的临时支护区间保持在预设距离内，形成动态临时支护；

6、s4，第一工作面进入停采线时停止回采，回采结束，停止回收停采线后方临时支护区间内的临时支护装置，回撤回采设备，等待预设时间至沿空留巷围岩受采动影响趋于稳定后，由后向前依次回收临时支护区间中的临时支护装置，完成第一工作面采动期间沿空留巷的临时支护；

7、s5，第一工作面的运输顺槽变为第二工作面的回风顺槽，并作为沿空留巷，掘进与回风顺槽平行的运输顺槽，运输顺槽和回风顺槽的第一端通过开工作面切眼连通，第二端通过回撤通道相互连通，形成回采工作面通道，布置回采设备，形成第二个工作面，在第二工作面开采之前，在刮板输送机尾前方预设距离内由后向前间隔布置临时支护装置，形成临时支护区间；

8、s6，随着第二工作面回采，在步骤s5中最前方临时支护装置的前方不断间隔增加临时支护装置，同时将刮板输送机机尾前方的临时支护装置逐架回收，使刮板输送机机尾前方的临时支护区间保持在预设距离内，形成动态临时支护；

9、s7，第二工作面进入停采线时停止回采，回采结束，停止回收停采线前方临时支护区间内的临时支护装置，等待第二工作面的回采设备回撤后，由前向后依次回收临时支护装置，完成第一、第二工作面采动期间沿空留巷的临时支护；

10、s8，按照步骤s5-s7，支护下一工作面留巷，直至本层煤层开采完毕。

11、进一步地，运输顺槽和回风顺槽采用沿顶破底的掘进方式。

12、进一步地，回采设备包括端头液压支架、工作面液压支架、矮型刮板输送机、侧切进刀采煤装置和转载破碎装置；将端头液压支架、工作面液压支架、矮型刮板输送机、侧切进刀采煤装置布置于工作面切眼内，其中矮型刮板输送机沿工作面的长度方向布置，刮板输送机机头和刮板输送机机尾分别位于运输顺槽和回风顺槽，侧切进刀采煤装置跨骑于矮型刮板输送机上；将转载破碎装置布置于运输顺槽内。

13、进一步地，临时支护装置的排距为巷道锚杆及锚索支护排距的倍数，临时支护装置直接作用于巷道顶板，不与锚杆及锚索支护接触，避免临时支护装置对锚杆及锚索的破坏。

14、进一步地，临时支护装置包括由上到下依次连接的横梁、弹性缓冲机构、液压油缸和接底机构。

15、进一步地，横梁为矩形梁，包括主梁以及滑动设置在主梁两端的伸缩梁，横梁长度可根据巷道宽度进行调整，满足巷道宽度范围的全部顶板支护要求；每架临时支护装置设置四组弹性缓冲机构和四根液压油缸；四组弹性缓冲机构位于主梁的四个角上，两端分别连接主梁的底面和液压油缸的顶端，弹性缓冲机构可根据巷道顶板的实际压力让压变形，最大可变形量达500mm，有效避免临时支护过程中临时支护装置对巷道顶板的破坏，保持巷道顶板的完整稳定。

16、进一步地，液压油缸为双伸缩油缸。

17、进一步地，接底机构为矩形板状结构，顶面设置有用于与液压油缸的底端连接的连接头，底面间隔设置有凹槽，有效增加接底机构与巷道底板的摩擦力，同时避免对巷道底板的破坏。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明所提出的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法可实现沿空留巷期间及二次采动影响期间沿空留巷围岩的安全、高效、长距离临时支护，临时支护具有支护速度快、可让压、高强度、可回收重复利用等优点，在临时支护的作用下，临时支护装置可为沿空留巷顶板提供一个均匀的初始主动应力，应力基本可以覆盖巷道宽度范围内的顶板，临时支护与巷道锚杆及锚索支护共同作用，抑制巷道顶板离层的发育、优化巷道围岩应力状态，减缓上覆岩层作用于巷道帮部的应力，巷道锚杆及锚索支护与临时支护共同控制巷道围岩变形，保持巷道围岩的完整稳定。

技术特征：

1.一种薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，运输顺槽和回风顺槽采用沿顶破底的掘进方式。

3.根据权利要求1所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，回采设备包括端头液压支架、工作面液压支架、矮型刮板输送机、侧切进刀采煤装置和转载破碎装置；

4.根据权利要求1所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，临时支护装置的排距为巷道锚杆及锚索支护排距的倍数，临时支护装置不与巷道锚杆及锚索支护接触。

5.根据权利要求1或4所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，临时支护装置包括由上到下依次连接的横梁、弹性缓冲机构、液压油缸和接底机构。

6.根据权利要求5所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，横梁为矩形梁，包括主梁以及滑动设置在主梁两端的伸缩梁；

7.根据权利要求6所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，液压油缸为双伸缩油缸。

8.根据权利要求7所述的薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，其特征在于，接底机构为矩形板状结构，顶面设置有用于与液压油缸的底端连接的连接头，底面间隔设置有凹槽。

技术总结
本发明提供了一种薄煤层侧切进刀回采工作面沿空留巷的临时支护方法，属于煤矿井下薄煤层综采工作面支护的技术领域，上述方法可实现沿空留巷期间及二次采动影响期间沿空留巷围岩的安全、高效、长距离临时支护，临时支护具有支护速度快、可让压、高强度、可回收重复利用等优点，在临时支护的作用下，临时支护装置可为沿空留巷顶板提供一个均匀的初始主动应力，应力基本可以覆盖巷道宽度范围内的顶板，临时支护与巷道锚杆及锚索支护共同作用，抑制巷道顶板离层的发育、优化巷道围岩应力状态，减缓上覆岩层作用于巷道帮部的应力，巷道锚杆及锚索支护与临时支护共同控制巷道围岩变形，保持巷道围岩的完整稳定。

技术研发人员：王琦,王学成,王赟,张银星,郤云鹏,闫殿华,王强,唐会成,郑毅
受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15