專利名稱：一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層的開采方法，尤其與煤層傾角超過30°的堅(jiān)硬頂板條件下的長(zhǎng)壁工作面的煤層開采方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
為了提高推進(jìn)速度和高效生產(chǎn)，大傾角煤層的綜采已經(jīng)在我國(guó)取得較多的推廣和應(yīng)用，并取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，但是與大傾角煤層相對(duì)應(yīng)的沿空巷道維護(hù)技術(shù)嚴(yán)重滯后。目前大傾角煤層工作面主要采用巷旁砌筑矸石墻的方法進(jìn)行留巷和留煤柱開采的沿空巷道的維護(hù)。由于煤層傾角增大，煤層開采后，采場(chǎng)頂板也發(fā)生與水平煤層頂板不同的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。在傾斜堅(jiān)硬頂板條件下，懸頂面積較水平煤層頂板大，會(huì)帶來采場(chǎng)壓力的加大，而采場(chǎng)壓力大造成沿空巷道很難維護(hù)。目前對(duì)于大傾角煤層開采下沿空巷道的維護(hù)主要采用留煤柱支撐采場(chǎng)懸露頂板，保護(hù)沿空巷道不被壓壞。但是這種方法不能很好解決和實(shí)現(xiàn)大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面堅(jiān)硬頂板條件下的無煤柱開采，這是因?yàn)?若采用留煤柱維護(hù)沿空巷道時(shí)，留設(shè)煤柱過小，則煤柱難以支撐采場(chǎng)頂板壓力，起不到保護(hù)沿空巷道的作用，此時(shí)沿空巷道容易被壓壞，變形過大，不能使用；若留設(shè)煤柱過大，雖然可以支撐采場(chǎng)頂板壓力，但是會(huì)浪費(fèi)大量煤炭資源無法回采，造成資源損失和浪費(fèi)；并且留設(shè)煤柱會(huì)引起煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等嚴(yán)重災(zāi)害，造成設(shè)備損毀和人員的巨大傷亡，安全隱患巨大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種沿空巷道穩(wěn)定、變形小、實(shí)現(xiàn)無煤柱開采且成本低廉、安全性高的大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，包括如下步驟:(I)在煤層上挖掘兩個(gè)巷道作為首采面的上順槽巷道與下順槽巷道，所述上順槽巷道與下順槽巷道兩端分別通過另外兩巷道相互連通；(2)在所述下順槽巷道內(nèi)頂板安裝恒阻大變形錨桿，并沿所述下順槽靠近所述開采面的一側(cè)向頂板上加工一排垂直聚能爆破孔，并實(shí)施爆破預(yù)裂，形成預(yù)裂切縫；(3)沿所述下順槽靠近所述開采面的側(cè)壁架設(shè)支撐所述下順槽巷道內(nèi)頂板的柱體并在所述柱體靠近開采面的側(cè)面上貼設(shè)防護(hù)層；(4)在所述開采面進(jìn)行回采，直至形成采空區(qū)，隨著煤層回采面的不斷擴(kuò)大，所述回采面的頂板最后沿所述一排垂直聚能爆破孔形成的預(yù)裂切縫發(fā)生垮落，并被阻擋在所述防護(hù)層之外；(5)當(dāng)所述回采面的頂板滑落完成后，撤出所述下順槽巷道內(nèi)的所述柱體，并在所述下順槽的上幫掛網(wǎng)及噴射混凝土，形成封閉巖石和矸石表面的支護(hù)層；(7)以原下順槽巷道位置自動(dòng)形成的巷道作為下一開采面的上順槽巷道，并挖掘相對(duì)該上順槽巷道的下順槽巷道，形成新的開采面；(8)重復(fù)所述步驟(2)- (7)，連續(xù)開采煤炭，直至該煤層開采完畢。進(jìn)一步，所述步驟(2)中，所述柱體為具有異形墊板的單體液壓柱。進(jìn)一步，所述單體液壓柱頂端架設(shè)在所述恒阻大變形錨桿的槽鋼托梁內(nèi)。進(jìn)一步，所述步驟(3)中，所述防護(hù)層為防護(hù)木排。進(jìn)一步，所述步驟(6)中，所述可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿的設(shè)定注漿壓力為2MPa。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中在下順槽巷道內(nèi)頂板安裝恒阻大變形錨桿，并沿其上幫側(cè)加工一排垂直聚能爆破孔，沿其側(cè)壁架設(shè)柱體，并貼設(shè)防護(hù)層，以使采空區(qū)頂板沿預(yù)裂切縫垮落，并同時(shí)避免下順槽頂板遭到破壞，防止垮落小矸石進(jìn)入下順槽巷道，使得原下順槽巷道位置自動(dòng)成巷，然后以該巷道為下一開采面的上順槽巷道繼續(xù)下一輪開采，每?jī)蓚€(gè)開采面之間是連續(xù)的，無煤柱支撐，沿空巷道穩(wěn)定、變形小，也不會(huì)引起煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等嚴(yán)重災(zāi)害，成本低廉、安全性高。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:圖1為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中開采面結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖2為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中開采面主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中開采面回采后結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中開采面頂板垮落后結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿注漿結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中錨桿機(jī)和恒阻大變形錨桿連接示意圖；圖7為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法中防護(hù)木排結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。該方法主要是利用聚能預(yù)裂爆破在巷道內(nèi)沿巷道走向在頂板切出一條縫，然后利用具有異形墊板的單體液壓柱、恒阻大變形錨桿等加固控制手段，對(duì)巷道頂板進(jìn)行支撐，隨著工作面的回采，采場(chǎng)頂板在上覆巖層壓力作用下，沿著切縫發(fā)生垮落，直至充填采空空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)上覆巖層的支撐，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，進(jìn)而減小巷道內(nèi)的壓力，維護(hù)巷道穩(wěn)定。由于煤層大傾角導(dǎo)致采場(chǎng)底板坡度較大，因此頂板垮落后的矸石落到底板上，會(huì)沿著底板的坡度向下滾落沖向巷道內(nèi)，在臨近上幫側(cè)時(shí)會(huì)被預(yù)先架設(shè)的密集支柱擋住。頂板垮落后，為減小后期頂板的緩慢變形來壓對(duì)巷道上幫的擠壓，對(duì)上幫實(shí)施自鉆式可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿加固，維護(hù)上幫穩(wěn)定。本發(fā)明的方法的具體過程如下:(I)本發(fā)明中采用的大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，首先需要形成首采面I。如圖1所示，形成首采面I的方法與現(xiàn)有方法相同，在煤層開采的邊緣上確立首次開采位置，在該位置上采用S100A型綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)挖掘出兩個(gè)平行的巷道2、3，兩個(gè)平行的巷道2、3通過巷道4、5連通?？拷吘壍南锏?為上順槽巷道，靠近繼續(xù)開采面11的巷道3為下順槽巷道。每個(gè)開采面都必須形成兩條巷道，上順槽巷道2是用于材料運(yùn)輸?shù)南锏?，下順槽巷?是用于回風(fēng)的巷道。(2)如圖2所示，先在下順槽巷道3內(nèi)的頂板安裝恒阻大變形錨桿6，并沿巷道3內(nèi)的上幫側(cè)(靠近首采面I的一側(cè))打一排垂直聚能爆破孔7，并實(shí)施爆破預(yù)裂，形成預(yù)裂切縫。在大傾角煤層開采過程中，由于下順槽巷道3內(nèi)的頂板未來壓前，未發(fā)生垮落前，會(huì)出現(xiàn)一定的頂板懸露，懸露頂板的荷載傳遞到巷道3內(nèi)，會(huì)增加巷道內(nèi)支護(hù)體的荷載，一般的錨索由于可延伸變形小，難以適應(yīng)這種壓力引起的圍巖大變形，極易發(fā)生拉斷，本發(fā)明中采用恒阻大變形錨桿6進(jìn)行加固，公告號(hào)為CN101858225B的專利已對(duì)該恒阻大變形錨桿6進(jìn)行了詳細(xì)公開。如圖6所示，恒阻大變形錨桿6是專門針對(duì)深埋煤層巷道設(shè)計(jì)的一款可以在深埋煤層巷道巨大壓力作用下保持恒阻并靠機(jī)械滑動(dòng)裝置保持延伸量而不斷的錨桿。恒阻大變形錨桿6包括螺母61、球墊62、托盤63、恒阻裝置64、連接套65與桿體66，恒阻裝置64呈筒狀結(jié)構(gòu)，套裝于桿體66的尾部，托盤63和螺母61依次套裝在恒阻裝置64的尾部，其中托盤63的中間部分設(shè)有一孔以供恒阻裝置64穿過，螺母61螺紋連接于恒阻裝置64，螺母61與托盤63之間安裝緩沖的球墊62，連接套安裝在恒阻裝置64另一端。在將恒阻大變形錨桿6應(yīng)用于煤層巷道中時(shí)，當(dāng)巷道圍巖的變形能超出錨桿所能承受的范圍，通過其結(jié)合面上設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)的恒阻裝置64和錨桿桿體66產(chǎn)生相對(duì)位移，也即該錨桿6隨著圍巖大變形而發(fā)生表現(xiàn)為徑向拉伸的大變形。圍巖發(fā)生大變形之后，其能量得到釋放，而恒阻大變形錨桿6在拉伸之后仍然能夠保持恒定的工作阻力，圍巖的變形能小于恒阻大變形錨桿6的恒定工作阻力，恒阻裝置64恢復(fù)原狀并緊緊的套裝在桿體66上時(shí)，巷道將再次處于穩(wěn)定狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了巷道的穩(wěn)定，消除了冒頂沖擊等安全隱患。恒阻大變形錨桿6承載力15 20KN，延伸量均可達(dá)到300 600mm，具有較大的變形能力以適應(yīng)沿空巷道的大變形能力。在將恒阻大變形錨桿6應(yīng)用于煤層巷道中時(shí)，由于恒阻大變形錨桿6本身具有很大的延伸性，所以可以承受很大的預(yù)緊力，通過預(yù)緊力補(bǔ)償巷道開挖引起的三維應(yīng)力損失，快速實(shí)現(xiàn)巷道圍巖穩(wěn)定，而普通錨桿由于施加高的預(yù)緊力時(shí)會(huì)拉伸錨桿，消耗錨桿的延伸量，而其本身延伸量又很小，在巷道巨大壓力作用下，就會(huì)導(dǎo)致延伸量不足而破斷。恒阻大變形錨桿6由于有500mm的延伸量，延伸量充足，即使在高預(yù)緊力拉伸和巷道壓力雙重作用下，仍不會(huì)斷裂，發(fā)揮支護(hù)作用。
恒阻大變形錨桿6的施工安裝如下所述:①施工前，按設(shè)計(jì)要求在下順槽3的巷道頂板放線，點(diǎn)好錨索孔位，做好標(biāo)記。②先使用Φ 28mm雙翼鉆頭濕式在做好標(biāo)記的位置打眼，為保證孔深準(zhǔn)確，可在起始鉆桿上用白色或黃色油漆標(biāo)出終孔位置，換用42mm的鉆頭將最底下(即頂板上初始孔位，配合恒阻裝置64的部分)的Im鉆孔直徑擴(kuò)大，要盡量保持筆直以利于恒阻裝置64的安裝?？咨钫`差控制在±30mm，要求施工過程鉆眼過程保持垂直，恒阻裝置64外露長(zhǎng)度控制在200±50mm。同時(shí)在用來托頂?shù)牟垆撋弦布庸は鄳?yīng)的孔，以便于穿過恒阻大變形錨桿6。③用棉絲將恒阻大變形錨桿6錨固段的水、煤巖屑等擦干凈，然后先將超快樹脂藥卷送入鉆眼，再將快速樹脂藥卷送入鉆眼，使得超快樹脂藥卷在上，恒阻大變形錨桿6套上托盤63后在下端裝上專用攪拌驅(qū)動(dòng)器67，2人配合用恒阻大變形錨桿6頂住超快樹脂藥卷和快速樹脂藥卷緩緩送入鉆眼(注意不能反復(fù)抽拉恒阻大變形錨桿6)；④將專用攪拌驅(qū)動(dòng)器67尾部六方頭插人錨桿機(jī)68上。⑤一人扶住錨桿機(jī)68的機(jī)頭，一人操作錨桿機(jī)68，邊推進(jìn)邊攪拌，前半程用慢速旋轉(zhuǎn)恒阻大變形錨桿6，后半程用快速旋轉(zhuǎn)恒阻大變形錨桿6，攪拌時(shí)間控制在30 40s。攪拌樹脂藥卷過程中不能停頓，要一氣呵成，絕對(duì)不能反復(fù)攪拌，否則已開始聚合反應(yīng)的樹脂分子鏈會(huì)遭到破壞，導(dǎo)致錨固失效。⑥停止攪拌，但繼續(xù)保持錨桿機(jī)68的推力約3min，然后可縮下錨桿機(jī)68并移開打下一個(gè)錨索孔。⑦IOmin后，先卸下專用攪拌驅(qū)動(dòng)器67，并使用扳手人工擰緊恒阻裝置64的螺母61將托盤63緊貼到頂板表面，擰到擰不動(dòng)為止。(3)如圖3所示，然后在靠近首采面I 一側(cè)架設(shè)具有異形墊板的單體液壓柱8，且單體液壓柱8頂端架設(shè)在錨索槽鋼托梁內(nèi)。并對(duì)架設(shè)的單體液壓柱8施加不小于90KN的支撐力，以支撐下順槽巷道3內(nèi)的頂板。如圖8所示，由于煤層的頂板大傾角，因此單體液壓柱8架設(shè)時(shí)為了增大支撐力作用在頂板的面積，設(shè)計(jì)了剛性的異形墊板81和異形墊腳82，異形墊板81異形墊腳82均呈楔形，以補(bǔ)償頂板和底板的傾角，其為金屬材料，能承受壓力而不被壓壞，同時(shí)異形墊板81上表斜面有磨擦紋路，防止頂板活動(dòng)后發(fā)生滑落。異形墊腳82底面有鋼齒，以便于穩(wěn)定地固定液壓柱8。在單體液壓柱8的外側(cè)(靠近首采面I的一側(cè))架設(shè)排柴91，形成防護(hù)木排9作為防護(hù)層，結(jié)構(gòu)如圖8所示，防止垮落下來的頂板巖石(采礦上又叫矸石)沿著傾斜底板滑入下順槽巷道3內(nèi)，造成巷道3斷面縮小。(4)如圖4所示，對(duì)首采面I的煤層進(jìn)行回采，直至形成采空區(qū)，此時(shí)首采面I的頂板懸露，隨著煤層回采不斷向前推進(jìn)，首采面I上的頂板懸頂面積加大，當(dāng)壓力繼續(xù)加大到一定值時(shí)，頂板即沿預(yù)裂切縫(即一排垂直聚能爆破孔7形成的面)發(fā)生垮落，并被阻擋在貼設(shè)在單體液壓柱8外側(cè)的防護(hù)木排9外邊，由于防護(hù)木排9的阻擋，即逐漸累積并充填滿采空區(qū)，形成對(duì)更上邊巖層的支撐作用。最終充滿后，停止壓力顯現(xiàn)。(5)當(dāng)首采面I上的頂板垮落完成后，撤出異形墊板單體液壓柱8，保留異形墊板81，然后在上幫掛鐵絲網(wǎng)并噴射混凝土，形成封閉巖石和矸石表面的支護(hù)層，將該下順槽巷道3與采空區(qū)隔離，以作為新的巷道使用。
(6)然后在巷道上幫安裝可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿10，安裝完成后，對(duì)可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿10進(jìn)行注漿，直至注漿壓力達(dá)到2MPa后，即停止注漿，如圖5所示?？勺{恒阻長(zhǎng)錨桿10是不同于恒阻錨桿的一種新型錨桿，結(jié)構(gòu)如圖7所示，對(duì)于與恒阻錨桿相同的部分不再介紹，只對(duì)可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿10的不同之處作出說明:止?jié){塞107用于注漿完成后防止高壓注漿漿液流失，止?jié){塞107用膨脹性的材料，遇水后發(fā)生膨脹充滿注漿口，起到止?jié){作用；橡膠墊108用于防止?jié){液沿著托盤103與巖石壁之間的縫隙發(fā)生泄漏，設(shè)置在托盤103下部，是一個(gè)耐擠壓的可壓縮含氣孔的橡膠墊；鉆孔104的直徑為5mm，鉆孔104主要是為了注漿材料沿著孔進(jìn)入錨桿10與錨桿孔之間的孔隙，并在壓力的作用下，壓進(jìn)圍巖中的微小裂隙中，起到加固圍巖的作用。樹脂錨固劑109用于錨桿端部的凝固固定。桿體106為左旋高強(qiáng)無縱筋螺紋錨桿桿體，注漿后，桿體106上螺紋即與注漿體咬合，形成牢固的錨固體?？勺{恒阻長(zhǎng)錨桿10主要通過注漿作用，加固上幫垮落松散的矸石，通過漿液將其膠結(jié)，形成一個(gè)整體，這樣在后期頂板緩慢擠壓變形作用下，不會(huì)因壓力作用而壓碎并散落到巷道內(nèi)，起到穩(wěn)定巷道幫的作用。(7)通過以上作用將下順槽3保留下來，作為下一個(gè)工作面11的上順槽使用，而避免留設(shè)煤柱和節(jié)省了重新掘一條巷道作為下一個(gè)工作面11的上順槽。再以原下順槽巷道3位置自動(dòng)形成的巷道作為下一開采面11的上順槽巷道，并挖掘相對(duì)該上順槽巷道的下順槽巷道，形成新的開采面。(8)重復(fù)上述步驟(2)- (7)，連續(xù)開采煤炭，直至該煤層開采完畢。實(shí)施該方法后，由于對(duì)煤層的頂板進(jìn)行了爆破切縫，因此頂板處于預(yù)斷裂狀態(tài)，當(dāng)采場(chǎng)頂板壓力作用后，頂板就沿預(yù)斷裂縫處發(fā)生切斷垮落，從而避免了未預(yù)斷裂的頂板形成的頂板懸露面積大，造成對(duì)巷道內(nèi)支護(hù)體作用力大的危害。由于壓力減小后，巷內(nèi)支護(hù)體的受力減小，巷內(nèi)巖石得以完整保留，巷道使用斷面維護(hù)良好，保證了后期使用的安全。由于實(shí)施了不留煤柱的開采方法，巷道旁不在有煤柱，因此避免了留設(shè)煤柱帶來的煤與瓦斯突出危害，大大提高了煤礦工人井下操作的環(huán)境的安全性。同時(shí)避免了留煤柱帶來的資源浪費(fèi)，節(jié)約了資源，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)，安全，高效的開采。下面以在芙蓉礦務(wù)局下屬的杉木樹礦3313工作面的應(yīng)用為例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施方式:該工作面煤層傾角32-35度，工作面傾向長(zhǎng)216米，走向長(zhǎng)650米，埋深600米，屬石炭二疊系宣威組煤炭，采厚2.1米，直接頂為1.5-1.8米堅(jiān)硬砂泥巖，直接頂上部為2 5米厚細(xì)砂巖組成，采用長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化開采，頂板采用冒落法管理。其中機(jī)巷長(zhǎng)650米，異型斷面，巷高2.5米，巷寬3.6米。在試驗(yàn)期間，工作面回采600米，經(jīng)歷多次礦壓顯現(xiàn)之后，累計(jì)成巷550米，機(jī)巷采空區(qū)側(cè)頂板大部分沿聚能爆破預(yù)裂縫以大塊體切落成巷，巷寬均在3.5米，而且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，巷幫切落矸石充滿巷幫并且在采后60米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)接頂，巷道逐漸趨于穩(wěn)定，在成巷的600米巷道中除幫側(cè)出現(xiàn)40cm的片幫外，頂板和底板收斂變形平均值21cm，巷內(nèi)和巷旁支護(hù)受力均勻，錨索最大受力值11.3t，達(dá)到預(yù)期的試驗(yàn)?zāi)康?。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中在下順槽巷道3內(nèi)頂板安裝恒阻大變形錨桿6，并沿其上幫側(cè)加工一排垂直聚能爆破孔7，并實(shí)施爆破預(yù)裂，形成預(yù)裂切縫，沿其側(cè)壁架設(shè)柱體8，并貼設(shè)防護(hù)層9，以使采空區(qū)頂板沿預(yù)裂切縫垮落，并同時(shí)避免下順槽3的頂板遭到破壞，防止垮落小矸石進(jìn)入下順槽巷道3，使得原下順槽巷道3位置自動(dòng)成巷，然后以該巷道為下一開采面的上順槽巷道繼續(xù)下一輪開采，每?jī)蓚€(gè)開采面之間是連續(xù)的，無煤柱支撐，沿空巷道穩(wěn)定、變形小，也不會(huì)引起煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等嚴(yán)重災(zāi)害，成本低廉、安全性高。本發(fā)明的技術(shù)方案已由優(yōu)選實(shí)施例揭示如上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在煤層上挖掘兩個(gè)巷道作為首采面的上順槽巷道與下順槽巷道，所述上順槽巷道與下順槽巷道兩端分別通過另外兩巷道相互連通； (2)在所述下順槽巷道內(nèi)頂板安裝恒阻大變形錨桿，并沿所述下順槽靠近所述開采面的一側(cè)向頂板上加工一排垂直聚能爆破孔，并實(shí)施爆破預(yù)裂，形成預(yù)裂切縫； (3)沿所述下順槽靠近所述開采面的側(cè)壁架設(shè)支撐所述下順槽巷道內(nèi)頂板的柱體并在所述柱體靠近開采面的側(cè)面上貼設(shè)防護(hù)層； (4)在所述開采面進(jìn)行回采，直至形成采空區(qū)，隨著煤層回采面的不斷擴(kuò)大，所述回采面的頂板最后沿所述一排垂直聚能爆破孔形成的預(yù)裂切縫發(fā)生垮落，并被阻擋在所述防護(hù)層之外； (5)當(dāng)所述回采面的頂板垮落完成后，撤出所述下順槽巷道內(nèi)的所述柱體，并在所述下順槽的上幫掛網(wǎng)及噴射混凝土，形成封閉巖石和矸石表面的支護(hù)層； (6)在所述下順槽巷道的靠近所述開采面的側(cè)壁上安裝可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿，并對(duì)所述可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿進(jìn)行注漿； (7)以原下順槽巷道位置自動(dòng)形成的巷道作為下一開采面的上順槽巷道，并挖掘相對(duì)該上順槽巷道的下順槽巷道，形成新的開采面； (8 )重復(fù)所述步驟(2 ) - (7 )，連續(xù)開采煤炭，直至該煤層開采完畢。
2.如權(quán)利要求1所述的大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述柱體為具有異形墊板的單體液壓柱。
3.如權(quán)利要求2所述的大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，其特征在于，所述單體液壓柱頂端架設(shè)在所述恒阻大變形錨桿的槽鋼托梁內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述防護(hù)層為防護(hù)木排。
5.如權(quán)利要求1所述的大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，其特征在于，所述步驟(6)中，所述可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿的設(shè)定注漿壓力為2MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大傾角煤層長(zhǎng)壁工作面無煤柱開采方法，包括如下步驟(1)挖掘上順槽巷道與下順槽巷道；(2)安裝恒阻大變形錨桿，加工一排垂直聚能爆破孔，并實(shí)施爆破預(yù)裂；(3)架設(shè)支撐頂板的柱體并在柱體背后設(shè)防護(hù)層；(4)進(jìn)行回采，回采面的頂板沿預(yù)裂切縫發(fā)生滑落；(5)撤出柱體，并掛網(wǎng)及噴射混凝土，形成支護(hù)層；(6)安裝可注漿恒阻長(zhǎng)錨桿，并進(jìn)行注漿；(7)以原下順槽巷道位置自動(dòng)形成的巷道作為下一開采面的上順槽巷道；(8)重復(fù)步驟(2)-(7)。本發(fā)明使采空區(qū)頂板沿預(yù)裂切縫垮落，并同時(shí)避免下順槽頂板遭到破壞，防止垮落小矸石進(jìn)入下順槽巷道，使得原下順槽巷道位置自動(dòng)成巷。
文檔編號(hào)E21F15/02GK103195426SQ20131014199
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者何滿潮, 孫曉明, 楊曉杰, 張國(guó)鋒, 趙術(shù)江, 李東發(fā) 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)