大傾角煤層炮采面下出口支護設置的制作方法
【專利摘要】本實用新型為大傾角煤層炮采面下出口支護設置，本實用新型在采煤工作面下出口的煤層中開設缺口。缺口煤壁側布設基本點柱，另一側布設擋煤密集支柱；缺口中部布設基本點柱將缺口分為溜煤側與行人通道側。在巷道上幫內設置加強支護。在采空區(qū)內距巷道1m處設置木垛支護。在待開采區(qū)的巷道上幫設置超前支護。本實用新型在采煤工作面開采時下出口不留設護巷煤柱，一個工作面完成后，它的一條巷道可以繼續(xù)為下一個工作面使用。下出口護巷煤柱煤炭資源回收率達100%。采煤工作面下出口不再施工超前行人眼，減少小眼瓦斯對安全的威脅，取消局部通風機通風，節(jié)約電費，減小炮采工作面下安全出口管理難度。
【專利說明】大傾角煤層炮采面下出口支護設置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到一種煤碳開采技術，尤其是一種在大傾角煤層進行無煤柱開采過程的采煤工作面下出口支護布設方式。

【背景技術】
[0002]隨著礦井生產能力的提高，開采強度的增大，資源的緊張程度越來越顯現出來。通過無煤柱開采能實現挖潛現有的煤炭資源，提高礦井的資源回收率，延長礦井的服務年限。
[0003]無煤柱護巷的特點及適用性:在巷道一側或兩側不留護巷煤柱而依靠支護維護的巷道稱無煤柱巷道.有利于安全生產，提高了效益和資源回收率，無煤柱護巷方法布置巷道現采用沿空留巷沿空掘巷兩種方法混合使用進行。無煤柱開采技術，即在上一區(qū)段運輸巷下側預置一條充填帶，下一區(qū)段材料巷掘進時，沿充填帶掘進，不再預留煤柱，用充填帶把上下兩個工作面間留設煤柱置換出來。
[0004]無煤柱護巷的原理:無煤柱護巷一般是在采煤工作面使用，為了提高資源回收率，在采煤工作面開采時就不留煤柱，也就是說一個工作面采完后，它的一條巷道可以繼續(xù)為下一個工作面繼續(xù)使用，比如上一個工作面的回風巷可以作為下一個工作面的進風巷，這樣的話就不用再兩個工作面之間留設煤柱了。
[0005]大傾角薄煤層是開采高度在0.8米以下，傾角在25。?45。的煤層，此煤層采開采難度大，產量低，煤質優(yōu)。隨著綜合機械化采煤技術的發(fā)展，開采強度的增大，資源的緊張程度越來越顯現出來，采掘的接替關系也出現失調，為了緩解接續(xù)關系及提高資源回收率，有必要提出大傾角煤層非沿空護巷炮采技術研宄。
實用新型內容
[0006]為了解決以上問題，本實用新型提供了大傾角煤層炮采面下出口支護設置，具體為:
[0007]在采煤工作面下出口的煤層中開設寬度1.8?2.20的缺口 6 ；缺口的走向向采空區(qū)傾斜，與巷道10呈40。?50。夾角；缺口煤壁側布設基本點柱1，缺口另一側布設擋煤密集支柱5；缺口中部順缺口走向布設基本點柱將缺口分為溜煤側與行人通道側，靠煤壁側為行人通道，在距煤壁25?。?！范圍內的巷道內設置加強支護3，加強支護設置在巷道上幫，采用液壓支柱進行支護形成加強支護；
[0008]在距煤壁250范圍內的采空區(qū)內設置木垛4進行支護，木垛設置在距巷道加處的采空區(qū)內；在待開采區(qū)的巷道上幫設置超前支護7。
[0009]如上所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，更進一步說明為，所述的基本點柱1為單體液壓支柱，分布在煤壁后方2.50范圍內，基本點柱排距為1.0%柱距為0.8111。
[0010]如上所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，更進一步說明為，缺口 6內的基本點柱其柱距0.8111 ；巷道內的加強支護3其柱距為0.8111 ；待開采區(qū)的巷道內設置的超前支護7為液壓支柱，其柱距為0.8111。
[0011]如上所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，更進一步說明為，缺口 6內的行人通道寬1.0%溜煤側寬0.9%缺口的上幫設置排柴進行背實。
[0012]如上所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，更進一步說明為，所述的木垛(4)采用直徑不低于14挪，長度不低于0.80的圓木架設，木垛間距為0.50.11 ；所述的木垛設置在距煤壁20111范圍內。
[0013]本實用新型具如下效果:
[0014]在采煤工作面開采時下出口不留設護巷煤柱，一個工作面采煤工作面完成后，它的一條巷道可以繼續(xù)為下一個工作面使用，少掘進一條巷道，節(jié)省開采成本。
[0015]本項目實施后，下出口護巷煤柱煤炭資源回收率達100%，減少了煤炭資源丟失，延長工作面服務時間，緩解采掘接替緊張矛盾。
[0016]本技術的支護足以解決采煤工作面下出口的頂板支護強度要求。
[0017]下出口通過采用木垛支護技術、并加以加強支護，有效地解決了采煤工作面回采期間下出口底板滑底的問題，確保了巷道完整性。超前支護解決了采煤工作面前方的煤壁受到的采動影響。
[0018]采煤工作面下出口不再施工超前行人眼，減少小眼瓦斯對安全的威脅，取消局部通風機通風，節(jié)約電費，減小炮采工作面下安全出口管理難度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1:本實用新型的采煤工作面布設結構示意圖。
[0020]圖2:大傾角情況下采空區(qū)頂板冒落帶分布圖。
[0021]圖3:分段密集支柱與基本點柱布置截面圖。

【具體實施方式】
[0022]實施例采煤工作面9的走向長度510111，傾斜長度平均108%斜面積550801112。工作面范圍內煤層厚度、結構穩(wěn)定，純煤厚度一般為0.63111，屬較穩(wěn)定煤層，確定采高為1.13111。煤層老頂為灰色中厚層狀泥質粉砂巖，厚9.80.11 ；直接底為薄層狀灰黑色泥巖夾煤線，厚3.00111 ；老底為中厚層狀泥巖，下部為粉砂質泥巖，厚3.00111 ；純煤平均厚度1.25111、普氏硬度3.0，煤層結構復雜，夾矸層多。
[0023]具體的開采技術為:
[0024]1、采空區(qū)處理方式:
[0025]采空區(qū)2的處理方法采用全部垮落法，使采空區(qū)直接頂巖層有計劃的垮落，以保持采煤工作面最小懸頂面積，使頂板垮落后破碎巖石體積膨脹而充填采空區(qū)，從而減輕工作面壓力和減弱上覆巖層對工作面空間的影響。
[0026]2、采煤工作面支護參數
[0027]根據設計支護密度計算以及原有的成功采煤方法，結合實際，確定采煤工作面參數為:偽傾角為35°(取),層面角64°，有效采長為115%采煤工作面共布置48段分段密集支柱8。采煤工作面支護參數為:基本點柱1的排距為1.0%柱距為0.8%分段密集支柱8的長度取3.0%垂直間距2.加，相鄰兩段分段密集支柱偽斜距2.40，走向密集與走向夾角為取5°?11 \以利矸石向采空區(qū)方向移動。為適應煤層真傾角和分段密集支柱8垂直間距在允許范圍的變化，分段密集支柱8長度的變化應滿足上一分段密集支柱尾部與下一分段密集支柱端部垂直交叉長度為1.05111。
[0028]3、頂板控制方法
[0029]采煤工作面9采用單體液壓支柱戴木帽點柱進行支護，單排分段密集支柱阻擋采空區(qū)矸石的控頂方法。采煤工作面最大控頂距5.5%最小控頂距4.5%放頂步距1.0%炮道寬 0.5111。
[0030]4、采煤工作面下出口布設
[0031〕 在采煤工作面下出口提前施工一寬20的缺口，所述的缺口走向向采空區(qū)傾斜，與采煤巷道呈40。?50。夾角；缺口煤壁側布設基本點柱，缺口另一側布設擋煤密集支柱；缺口中部順缺口走向布設基本點柱將缺口分為溜煤側與行人通道側，靠煤壁側為行人通道，寬1.0%溜煤側寬0.9%缺口的上幫設置排柴進行背實。
[0032]距采煤工作面下安全出口 200范圍內采用單排單體液壓支柱戴帽點柱進行加強支護，柱距為0.8111。
[0033]采煤工作面下出口距巷道加處采用長度不低于0.80圓木架設木垛進行支護。
[0034]采用本實施例進行開采的結果分析:
[0035]當采煤工作面開采后，其采場支架載荷的分部、頂板下沉量、來壓顯現程度、來壓步距等沿采場傾斜方向均不相同，其壓力分布沿采煤工作面大致分為上部、中部、下部3個階段，采煤工作面中部支柱阻力大于上部，下部支柱阻力最小。
[0036]機巷頂底板和兩幫移近速度以及超前單體液壓支柱的工作阻力呈現周期性變化，機巷頂底板移近速度明顯大于兩幫移近速度，最大頂底板移近速度和兩幫移近速度均在距離采煤工作面細左右開始明顯變大，8111到達峰值，14111后開始明顯變小。因此可以基本確定超前支撐壓力峰值的范圍為距離煤壁8?1?范圍內。而巷道表面變形速度較大由兩個區(qū)域組成，28?380部分和距離煤壁80以內部分，80以內部分變化是因為受頂板斷裂的影響，而28?380內主要是因為采煤工作面超前支撐壓力的影響。
[0037]由于大傾角采煤工作面采空區(qū)冒落矸石形成“上虛下實”的狀態(tài)，因而對頂板的支撐作用下方大于上方，使老頂周期來壓步距沿采煤工作面傾斜方向有明顯的分段特征，采煤工作面上部老頂來壓步距比下部小，采煤工作面下部支柱支承壓力小于上部。
[0038]根據試驗采場礦壓顯現規(guī)律來看，采煤工作面下部支承壓力與采煤工作面中部上部相比無明顯變化。但為避免因拐角處出現的應力集中而造成的采煤工作面壓力大，導致片幫嚴重，和支柱壓死等，超前缺口的施工必須隨掘隨支。所作的缺口內上幫必須用排柴背實，以防煤壁片幫傷人
[0039]根據采煤工作面上覆巖層冒落帶分布情況以及采空區(qū)應力分布情況來看，由于下部垮落空間較小充填較為密實，對頂板支護作用較大，采用架設木垛方式支護采煤工作面下出口采空區(qū)，能增大底板受力面積，防止鉆底滑底造成的巷道變形等。
[0040]本技術的成功應用，不僅僅對煤礦本身帶來了巨大的經濟效益，同時對社會也提供了技術范例，包括:⑴炮采采煤工作面下出口不再施工超前行人眼，取消局部通風機通風，節(jié)約電費8712元；⑵采煤工作面下出口護巷煤柱煤炭資源回收率達100%，減少了煤炭資源丟失心)延長了采煤工作面服務時間，緩解采掘接替緊張矛盾，同時也為礦創(chuàng)造經濟效益135多萬元。(4)該項目實施以后，采煤工作面下出口不再施工超前行人眼，減少2個施工人員1個專職瓦斯檢查員，減少人工費14萬多元，同時充實了采煤工作面的勞動力。
【權利要求】
1.大傾角煤層炮采面下出口支護設置，其特征在于，在采煤工作面下出口的煤層中開設寬度1.8?2.2m的缺口(6);缺口的走向向采空區(qū)傾斜，與巷道(10)呈40°?50°夾角；缺口煤壁側布設基本點柱(I )，缺口另一側布設擋煤密集支柱(5);缺口中部順缺口走向布設基本點柱將缺口分為溜煤側與行人通道側，靠煤壁側為行人通道，在距煤壁25m范圍內的巷道內設置加強支護(3)，加強支護設置在巷道上幫，采用液壓支柱進行支護形成加強支護； 在距煤壁25m范圍內的采空區(qū)內設置木垛(4)進行支護，木垛設置在距巷道Im處的采空區(qū)內； 在待開采區(qū)的巷道上幫設置超前支護(7)。
2.如權利要求1所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，其特征在于，所述的基本點柱(I)為單體液壓支柱，分布在煤壁后方2.5m范圍內，基本點柱排距為1.0m,柱距為0.8mο
3.如權利要求1所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，其特征在于，缺口(6)內的基本點柱其柱距0.Sm ;巷道內的加強支護(3)其柱距為0.Sm ;待開采區(qū)的巷道內設置的超前支護(7)為液壓支柱，其柱距為0.8m。
4.如權利要求1所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，其特征在于，缺口(6)內的行人通道寬1.0m，溜煤側寬0.9m，缺口的上幫設置排柴進行背實。
5.如權利要求1所述的大傾角煤層炮采面下出口支護設置，其特征在于，所述的木垛(4)采用直徑不低于14cm，長度不低于0.Sm的圓木架設，木垛間距為0.50m ;所述的木垛設置在距煤壁20m范圍內。
【文檔編號】E21D15/04GK204175317SQ201420612156
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】楊建均, 曹永國, 曹建輝, 張仕佳, 王福民 申請人:四川廣旺能源發(fā)展（集團）有限責任公司