[发明专利]一种煤矿强冲击危险孤岛工作面巷道外错布置防冲方法

说明书

本发明公开了一种煤矿强冲击危险孤岛工作面巷道外错布置防冲方法，采集孤岛工作面各项参数信息；将孤岛工作面的运输巷和回风巷分别布设在孤岛工作面两侧采空区底板下方的岩层中；在运输巷巷尾以垂直于运输巷向煤层施工切眼下出口，施工揭露煤层后沿煤层底板的方向继续施工切眼段，切眼下出口与水平面之间的倾角为βsubgt;1/subgt;；在回风巷巷尾以垂直于回风巷向煤层施工切眼上出口，且切眼上出口与切眼段处于同一垂面，切眼下出口与水平面之间的倾角为βsubgt;2/subgt;；施工切眼上出口揭露煤层后使切眼上出口与切眼段贯通，完成孤岛工作面巷道的外错布设工作。能够有效保证安全开采强冲击危险孤岛工作面，并实现延长矿井服务年限和增加矿井开采量的目的。

技术领域

本发明涉及一种煤矿强冲击危险孤岛工作面巷道外错布置防冲方法，属于煤矿开采技术领域。

背景技术

近年来随着煤矿开采深度和开采强度的增加，冲击地压灾害愈发严重，冲击地压事故频发，严重威胁矿工的生命安全以及矿井安全高效生产。很多矿井(特别是老矿区)由于前期采掘布局不合理，遗留了较多的孤岛工作面，由于孤岛工作面两侧采空，上覆岩层会形成“T”型覆岩空间结构，其覆岩运动烈度、应力集中程度、矿压显现强度均远高于非孤岛工作面，极易发生冲击地压灾害。根据统计95％的冲击地压事故发生在工作面运输巷和回风巷内，所以工作面运输巷和回风巷为冲击地压防治重点区域。常规孤岛工作面巷道布置通常将运输巷和回风巷布置在煤层中，并留设区段煤柱保护巷道，但是这种方式在回采时运输巷和回风巷会受到两侧采空区产生的侧向支承应力、工作面回采产生的超前支承应力以及区段煤柱应力集中叠加形成的高静载，高静载应力会导致巷道周边煤岩体和区段煤柱中积聚较高的弹性能量，在受到孤岛工作面回采产生的强动载扰动时，极易在运输巷和回风巷中发生冲击地压。同时由于高静载的作用，区段煤柱和巷道周边煤体很难保持稳定，从而导致矿压显现剧烈，巷道变形严重，工作面采掘期间巷道维修和冲击地压防治工程大，采掘速度缓慢，经济效益较差。基于上述原因，很多冲击地压防治难度较大的矿井会放弃孤岛工作面的开采，这样会造成极大的煤炭资源浪费，对矿井服务年限和矿业发展造成严重的影响。因此如何提供一种能够有效保证安全开采强冲击危险孤岛工作面的巷道布置方法，进而降低煤炭资源浪费，最终实现延长矿井服务年限和增加矿井开采量的目的，是本行业的研究方向之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿强冲击危险孤岛工作面巷道外错布置防冲方法，能够有效保证安全开采强冲击危险孤岛工作面，从而降低煤炭资源浪费，最终实现延长矿井服务年限和增加矿井开采量的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿强冲击危险孤岛工作面巷道外错布置防冲方法，具体步骤为：

A、采集孤岛工作面煤层倾角α、煤层底板标高、孤岛工作面倾向走向长度、两侧采空区底板标高、两侧采空区是否存在积水和有毒有害气体的信息；

B、将孤岛工作面的运输巷和回风巷分别布设在孤岛工作面两侧采空区底板下方的岩层中，且运输巷和回风巷分别与孤岛工作面两端的水平距离为0～5m，运输巷底板和回风巷底板相互平行；若两侧采空区存在积水，则在运输巷和回风巷掘进形成过程采用超前探放水作业排出两侧采空区内的积水；若两侧采空区存在有毒有害气体，则在运输巷和回风巷掘进形成过程采用注入氮气、阻燃剂以驱替有毒有害气体；

C、在运输巷巷尾以垂直于运输巷向煤层施工切眼下出口，施工揭露煤层后沿煤层底板的方向继续施工切眼段，切眼下出口与水平面之间的倾角为β₁，且β₁处于如下范围内；

D、在回风巷巷尾以垂直于回风巷向煤层施工切眼上出口，且切眼上出口与切眼段处于同一垂面，切眼上出口与水平面之间的倾角为β₂，且β₂处于如下范围内；

施工切眼上出口揭露煤层后使切眼上出口与切眼段贯通，完成孤岛工作面巷道的外错布设工作。