[发明专利]一种长壁工作面无煤柱开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层的开采方法，尤其与长壁工作面的煤层开采方法有关。

背景技术

随着煤炭开采深度的增加，长壁开采通常采用留设煤柱的办法保护上顺槽巷道，巷道较深时由于地应力的急增导致留设煤柱的宽度增大，传统长壁开采工作面沿空留(掘)巷开采工艺，在深部开采过程中存在的巷道工程量大、采掘比高、生产效率低，资源浪费严重以及留设煤柱造成的瓦斯突出、冲击地压频发、采空区漏风等安全隐患，已经成为困扰和影响煤矿安全和高效开采的重大问题。

目前国内外主要采煤国家中对于无煤柱开采的研究主要集中在沿空掘巷和沿空留巷两方面。沿空掘巷是在上一工作面回采完成后，并且采场顶板垮落充分，矸石得到挤压压实，覆岩矿压显现停止，围岩稳定以后，在采空区和煤体边缘形成一个卸压带，在卸压带内重新掘进一条新的巷道。沿空掘巷必须要在上一区段工作面回采完毕，采场顶板垮落完成并压实后才能进行掘巷，因此需要相当长的时间，给我国很多矿井的生产接替造成很大的困难。

沿空留巷是在本工作面回采过程中即采用相关的技术将本工作面中的下顺槽保留下来，作为下一个工作面回采的上顺槽。目前的沿空留巷技术中，巷内支护先后发展了木棚、工字钢棚、可缩支架、锚网索等，巷旁支护发展了木垛、密集支柱、矸石带、混凝土砌块、膏体充填和高水材料充填等技术。虽然取得一定的成绩，但是仍然存在很多不足和问题：忽视巷旁煤体的支护作用，巷内主动支护技术应用少，巷旁支护与围岩变形不协调，支护设计缺乏系统性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种支护可靠、开采效率高且无须设置煤柱的长壁工作面无煤柱开采方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种长壁工作面无煤柱开采方法，包括如下步骤：

(1)在煤层上挖掘连通的两个巷道作为首采面的上顺槽巷道与下顺槽巷道；

(2)对下顺槽巷道顶板进行加固，并在该下顺槽巷道顶板工作面一侧向上钻设用来预裂爆破的多个聚能孔；

(3)进行回采，直至形成采空区，巷道消失；

(4)在采空区原下顺槽位置的顶板的对应聚能孔位置进行爆破，在顶板靠近开采面的一侧形成沿整个原下顺槽巷道且上下延伸的定向切缝；

(5)来自采空区上部深层岩层的压力使开采面顶板断裂下沉，原下顺槽巷道位置重新成为巷道；

(6)以原下顺槽巷道位置自动形成的巷道作为下一开采面的上顺槽巷道，并挖掘相对该上顺槽巷道的下顺槽巷道，形成新的开采面；

(7)重复所述步骤(2)-(6)，连续开采煤炭，直至该煤层开采完毕。

进一步，所述步骤(2)中还包括如下步骤：在下顺槽巷道的顶板上安装传感器，并有线传输到地面，对下顺槽巷道状态进行远程实时监测。

进一步，所述步骤(2)中采用恒阻大变形锚杆对作为下顺槽的巷道顶板进行加固。

进一步，所述步骤(4)中采用双向聚能预裂爆破方法进行定向切缝。

进一步，所述步骤(1)与步骤(6)中，还需要对巷道进行防漏防火处理。

进一步，所述步骤(2)中传感器包括顶板离层仪与锚杆受力仪。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中在下顺槽巷道工作面一侧的顶板上钻设用来预裂爆破的聚能孔，并在对应聚能孔位置进行爆破，在顶板靠近开采面的一侧形成沿原下顺槽巷道方向延伸的切缝，采空区沿该切缝垮落，使得原下顺槽巷道位置自动成巷，且该巷道顶板不会受采空区垮落影响，可保持较好的状态，然后以该巷道为下一开采面的上顺槽巷道继续下一轮开采，每两个开采面之间是连续的，无煤柱支撑，开采率高，且成巷过程无须长时间等待，作业效率提高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明一种长壁工作面无煤柱开采方法中开采面结构俯视示意图；

图2为本发明一种长壁工作面无煤柱开采方法中开采面结构主视示意图；

图3为本发明一种长壁工作面无煤柱开采方法中首采面下顺槽加固及钻孔结构示意图；

图4为本发明一种长壁工作面无煤柱开采方法中首采面形成采空区结构示意图；

图5为本发明一种长壁工作面无煤柱开采方法中采空区垮落结构示意图；

图6为本发明一种长壁工作面无煤柱开采方法中恒阻大变形锚杆结构示意图。

具体实施方式