CN101775991B - 综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法即支架全断面连续支护方法，解决现有技术难题。具体工艺方案是：直接采用支架支护巷道，每组支架由工作面开始沿轨道顺槽整体连续安装，安装至轨道顺槽超前工作面距离不短于30米～35米处，并随工作面的开采推进，不间断安装支架；当工作面开采推进长度大于工作面长度的1.5～2.5倍时，在采区回风巷道开始从支架撤出方向撤出支架，撤出的支架在支架进入方向继续进入轨道顺槽，在工作面超前支护中循环使用。本发明有益之处在于：支护强度高、活柱缩量大，减少了巷道维护量；支架可进行循环使用；支架的拆除回收可与工作面开采推进同步进行，不影响生产；便于掘进施工尽快恢复巷道。
Description
技术领域
本发明涉及采煤巷道支护工程方法，具体涉及一种适用于使用综合机械化作业的中厚煤层开采的综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法，在开采过程中控制顺槽巷道顶板，实现顺槽沿空留巷。
背景技术
沿空留巷是通过加强支护或者巷旁支护，将上一区段的运输平巷保留下来作为下区段的回风平巷使用。作为一种无煤柱护巷技术，沿空留巷是合理的开发现有煤炭资源、提高煤炭资源采出率的一种有效途径；采用这种方法，可以大大减少矿井巷道掘进量、缓解采掘接替紧张、缩短工作面搬家时间、防止发火及延长矿井服务年限等，具有明显的技术优势和经济效益。沿空留巷一般适应于开采缓倾斜和倾斜的薄煤层及中厚煤层。具体方法主要有：
(1)砌筑矸石带。随着回采工作面的推进，在巷道上帮砌筑若干米宽的矸石带，以便维护区段运输巷。
(2)支设密集支柱或木垛。在巷道上帮靠近采空区处，随着工作面的推进，及时支设单排或双排的密集支柱或木垛。
(3)加固原巷道的金属支架。随着工作面的推进，保持工作面足够超前距离，在运输巷的金属支架中支设中柱，回掉上帮腿，并沿走向支设托梁，托住金属棚梁，维护好端头，以便工作面输送机头向前移。当输送机移过后，在工作面后方再支设上帮腿，并在金属支架之间靠采空区一侧支设密集支柱，挂笆挡矸，然后放顶。
(4)采用硬石膏充填带，也称为旁巷支护。在巷道靠近采空区一侧，采用天然的或人工硬石膏(硫酸钙)，与速凝水泥作刚性充填带，这样既可支撑顶板维护巷道，又可隔离采空区。旁巷支护体强度高，没有可压缩量，造成原巷道变形大，通风断面减小，卧底工作量很大。
以上是沿空留巷支护现有的主要方法，支护支架都采用走向布置方式，这些传统方式都存在着“U”型通风方式、支护工艺繁琐、支护效果差、耗用人力多、劳动强度大、巷道变形严重难以进行恢复施工的问题。
发明内容
本发明公开了一种综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法(“留巷大缩量支架”简称“巷道支架”，以下同)，即巷道支架全断面连续支护方法，解决上述难题，具有很好的应用效果。
本发明为了解决通风、杜绝瓦斯危害，采用“Y”型通风方式，即在回采过程中轨道顺槽不随开采垮落，将轨道顺槽留出做为回风巷直接通边界回风巷，采用“两进一回”的方式通风。
具体施工工艺技术方案是：
(1)综采工作面所有设备先进入开切眼安装完毕，具备开机生产条件；
(2)工作面支架的安装基准线伸出煤壁的尺寸，不大于工作面支架宽度的1/2；
(3)直接采用巷道支架支护巷道，一组巷道支架由四立柱、整体开天窗顶梁和不封底支撑底座构成；将处于工作面的第一组巷道支架的安装中线作为工作面支架的中线，安装工作面支架；
(4)每组巷道支架由工作面轨道顺槽整体运入安装位置，巷道支架安装中线应平行于工作面，随着巷道支架安装立即设置支撑巷道顶板，达到初撑力；相邻的每组巷道支架的相同位置的立柱的间距不大于每组巷道支架宽度的1.5倍；
(5)安装支架由第一组支架开始连续安装至轨道顺槽超前工作面距离不短于30米～35米处，通常控制在30米，超出35米范围应按照工作面超前支护设计确定；
(6)随工作面的开采推进，不间断安装巷道支架；先安装的巷道支架逐步进入采空区范围后保证达到额定工作阻力，并随顶板缓慢下沉；
(7)当工作面开采推进长度大于工作面长度的1.5～2.5倍时，通常控制在1.5倍，在采区回风巷道开始从巷道支架撤出方向撤出巷道支架，撤出的巷道支架在巷道支架进入方向继续进入轨道顺槽，在工作面超前支护中循环使用；支架回收与工作面开采同步进行。
本发明的有益之处在于：
①由于留巷直接采用液压巷道支架倾向布置支护巷道，此技术有效提高了巷道支护强度高、活柱缩量大，减少了巷道维护量；因此解决了原来施工中留巷巷道变形量大、难以维护的技术难题。
②由于采用了高强巷道支架，留巷支架留下足够的空间，工作人员可以直接在巷道支架内施工，更重要的是保证了施工人员的人身安全，减少了事故。
③由于巷道支架在采空区范围留巷保留足够的长度，留巷巷道稳定后可由边界回风巷拆除回收，因此巷道支架可进行循环使用。
④由于巷道支架按照工作面超前支护，巷道支架的拆除回收可与工作面开采推进同步进行，不影响生产。
⑤由于支护巷道支架在留巷巷道稳定以后拆除，便于掘进施工尽快恢复巷道；解决了留巷恢复施工中需要进行卧底挑顶工作，工作量大、施工难度大、危险性大等难题。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。
图1是综采工作面沿空留巷巷道支架支护布置示意图；
图2是综采工作面沿空留巷巷道支架支护布置示意图B-B剖面图。
图1和图2主要说明了工作面支架和巷道支架的布置方式及位置。
附图标注：工作面支架1、工作面支架宽度2、工作面3、安装中线4、安装基准线5、煤壁6、支架进入方向7、巷道支架8、立柱9、至采区边界回风巷10、支架撤出方向11、风障12、充填区13、绞接点14。
具体实施方式
本采煤巷道支护工程直接采用巷道支架及倾向布置支护巷道工艺。
所谓巷道支架是特殊设计的液压大缩量支撑式支架，每组由四立柱、整体开天窗顶梁和不封底底座构成；支架长×宽＝3.5m×1.5m，高度1.7m～3.2m，活柱缩量1.6m以上，工作阻力3500kN左右。
如图1所示：首先进行综采前准备工作。在工作面3将所有设备包括工作面支架1、运输机等先进入开切眼进行安装；工作面支架1的安装基准线5伸出煤壁6的尺寸，不大于工作面支架宽度2的1/2；将处于工作面3后面的第一组巷道支架8的安装中线4作为工作面支架1的中线；工作面支架1的下方安装运输机，设备安装完毕，具备了开机生产条件。
采用巷道支架8布置支护巷道。每组巷道支架8由工作面3的轨道顺槽沿巷道支架进入方向7整体运达安装位置；巷道支架8按其安装中线4平行于工作面3进行安装，随着巷道支架8的安装，同时立即设置支撑巷道顶板，达到初撑力，每组巷道支架8的相同位置的立柱9的间距不大于每组巷道支架宽度的1.5倍，也就是每组巷道支架8宽度基本是2米，如果相邻两组巷道支架8之间靠紧，那么每组巷道支架8的相同位置的立柱9的间距也是2米；如果相邻两组巷道支架8之间存间隔，那么每组巷道支架8的相同位置的立柱9的间距也不得超过3米。
安装巷道支架8是由第一组巷道支架8开始连续安装至轨道顺槽超前工作面3距离不短于30米～35米处，按30米控制，在综采生产中安装巷道支架8的进度应与工作面3的向前推进同步，即随开采工作面3向前推进，不间断向前安装巷道支架8；对于超出35米的距离范围应按照工作面超前支护设计确定。
随着工作面3向前推进，第一组巷道支架8及先安装的巷道支架8等逐渐进入采空区范围，仍保证达到额定工作阻力，并随顶板缓慢下沉，由于巷道支架8的缩量大，可达到1.6m以上，可以适应留巷比较大的顶板下沉量；避免了使用单体支护由于缩量不够，频繁更换单体的问题。
当开采推进距离大于工作面3长度的1.5～2.5倍时，通常控制在1.5倍时，巷道支架8在采空区的留巷巷道已经稳定，可以在至采区回风巷道10一侧开始从支架撤出方向11撤出巷道支架8，撤出的巷道支架8搬运到巷道支架进入方向7继续进入工作面3的轨道顺槽，在工作面3超前支护中循环使用。
Claims (2)
1.一种综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法，其特征在于：具体工艺方案如下：
⑴综采工作面所有设备先进入开切眼安装完毕，具备开机生产条件；
⑵工作面支架的安装基准线伸出煤壁的尺寸，不大于工作面支架宽度的1/2；
⑶直接采用巷道支架支护巷道，一组巷道支架由四立柱、整体开天窗顶梁和不封底支撑底座构成；将处于工作面后面的第一组巷道支架的安装中线作为工作面支架的中线，安装工作面支架；
⑷每组巷道支架由工作面轨道顺槽整体运入安装位置，巷道支架安装中线应平行于工作面，随着巷道支架安装立即设置支撑巷道顶板，达到初撑力；相邻的每组巷道支架的相同位置的立柱的间距不大于每组巷道支架宽度的1.5倍；
⑸安装巷道支架由第一组巷道支架开始连续安装至轨道顺槽超前工作面距离30米～35米处；
⑹随工作面的开采推进，不间断安装巷道支架；先安装的巷道支架逐步进入采空区范围后保证达到额定工作阻力，并随顶板缓慢下沉；
⑺当工作面开采推进长度大于工作面长度的1.5～2.5倍时，在采区回风巷道开始从巷道支架撤出方向撤出巷道支架，撤出的巷道支架在巷道支架进入方向继续进入轨道顺槽，在工作面超前支护中循环使用；巷道支架回收与工作面开采同步进行。
2.根据权利要求1所述综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法，其特征在于：所述安装巷道支架由第一组巷道支架开始连续对安装至轨道顺槽超前工作面距离按30米控制。
3. 根据权利要求1所述综采工作面沿空留巷巷道大缩量支架支护方法，其特征在于：所述工作面开采推进长度为工作面长度的1.5倍时，在采区回风巷道开始从巷道支架撤出方向撤出巷道支架。
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