[发明专利]无煤柱自成巷平衡开采方法与装备

权利要求书

1.一种无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，所述方法包括：

对工作面进行煤矿开采，同时预留并维护巷道空间；

获取采矿体积和所述工作面对应的顶板垮落矸石的碎胀系数；

基于所述碎胀系数和采矿体积，获取所述工作面顶板端部的切顶高度使得所述顶板垮落矸石的碎胀体积等于所述采矿体积；

基于所述切顶高度对所述工作面端部的顶板进行定向切缝；

对所述巷道空间进行档矸支护并形成巷帮。

2.如权利要求1所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，“基于所述碎胀系数和采矿体积，获取所述工作面顶板端部的切顶高度使得所述顶板垮落矸石的碎胀体积等于所述采矿体积”的步骤包括：

基于所述碎胀系数获取所述工作面对应的顶板垮落矸石的碎胀控制函数；

基于所述碎胀控制函数获取所述工作面顶板端部的切顶高度。

3.如权利要求2所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，所述碎胀系数如下式所示：

其中，K为顶板垮落矸石的碎胀系数，K₀为顶板垮落矸石的初始碎胀系数，α为预设的拟合系数，t为时间变量。

4.如权利要求3所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，所述碎胀控制函数：

△V_B=（K-1）H_C*S

△V_B=△V_C

其中，△V_B为顶板垮落矸石的碎胀体积，△V_C为采矿体积，H_C为工作面端部顶板的切顶高度，S为开采面积。

5.如权利要求3所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，通过对所述工作面的顶板垮落矸石进行岩体碎胀特性测试，获取所述碎胀系数。

6.如权利要求1所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，“对工作面进行煤矿开采，同时预留并维护巷道空间”的步骤包括：

基于无煤柱自成巷预应力吸能支护设备对所述巷道空间的顶板进行预应力吸能支护。

7.如权利要求1所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，“对所述巷道空间进行档矸支护并形成巷帮”的步骤包括：

基于无煤柱自成巷切顶护帮装备对所述巷道空间侧部的垮落矸石进行挡矸支护并形成巷帮。

8.如权利要求1所述的无煤柱自成巷平衡开采方法，其特征在于，“基于所述切顶高度对所述工作面端部的顶板进行定向切缝”的步骤包括：

利用无煤柱自成巷切缝装备对所述工作面的端部顶板进行定向切缝；和/或，

所述工作面两端对应的所述定向切缝呈正八字或平行设置。