[发明专利]一种无巷旁充填沿空留巷锚护结构的协同设计与建造方法

说明书

本发明涉及一种无巷旁充填沿空留巷锚护结构的协同设计与建造方法，属于沿空留巷无煤柱开采技术领域，解决了现有的无巷旁充填沿空留巷技术缺乏系统的设计和施工，影响沿空留巷的效率和效果的问题。本发明的无巷旁充填沿空留巷锚护结构的协同设计与建造方法，包括进行采区规划与设计，设计采区的巷道；建立无巷旁充填沿空留巷控制模型及协同锚护控制机理和技术体系。本发明根据沿空留巷开采所处的覆岩运移规律、留巷变形破坏规律和协同控制机理，从系统角度全过程进行沿空留巷各主要工序、关键环节的协同设计与协调施工，以进一步提升留巷效果，促进煤矿安全、经济、高效和绿色生产。

技术领域

本发明涉及沿空留巷无煤柱开采技术领域，尤其涉及一种无巷旁充填沿空留巷锚护结构的协同设计与建造方法。

背景技术

煤炭采用沿空留巷开采，可提高采区采出率10-20％，降低巷道掘进率25-30％，还可实现Y型通风、提前治理瓦斯、缓解采掘接替矛盾等，经济效益和技术优势显著，更好地满足安全、高效、绿色、可持续开采需求，具有重要的战略意义。沿空留巷又可以分为巷旁充填控制和无巷旁充填控制两种方式，研究表明，阻抗滞后、成本较高、工序复杂等因素影响了巷旁充填控制技术的应用和发展。所以，研究和推广无巷旁充填沿空留巷控制技术，更有利于煤矿的实际生产并为更多煤矿所接受。

无巷旁充填沿空留巷是一个复杂的系统工程，主要技术和流程包括巷道围岩松动圈探测、围岩结构与力学性能分析、巷道掘进与协同锚固、高效爆破切顶、切顶支护、挡矸支护、密闭控制、补强支护等，需要从巷道开掘到留巷结束，从系统角度做好各项技术、工序及工艺的协同设计与系统安排，做到高效施工与科学管理。这些生产环节之间相互关联、相互作用和相互影响，共同构成沿空留巷的系统工程，不能分段或孤立地进行设计和施工。然而，多数煤矿在实施沿空留巷技术时，缺乏系统的设计和施工，导致各项主要技术、工序之间不能前后照应，甚至各自为阵，严重影响了沿空留巷的效率和效果。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种无巷旁充填沿空留巷锚护结构的协同设计与建造方法，以解决现有的无巷旁充填沿空留巷技术缺乏系统的设计和施工，影响沿空留巷的效率和效果的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种无巷旁充填沿空留巷锚护结构的协同设计与建造方法，包括以下步骤：

步骤1：进行采区规划与设计，设计采区的巷道；

步骤2：根据沿空留巷顶板覆岩运移规律和留巷变形破坏规律，建立无巷旁充填沿空留巷控制模型及协同锚护控制机理和技术体系；

步骤3：运用协同锚护控制机理和技术，进行运输巷的掘进和锚固；

步骤4：在运输巷掘进期间，实施边掘进边预裂切顶；

步骤5：运输巷掘进到工作面切眼位置后，先通过回风巷对切眼进行反掘施工，运输巷继续往前掘进，直至与底板大巷贯通，形成运输巷与底板大巷联络巷；

步骤6：工作面切眼施工到位后，通过底板大巷、运输巷与联络巷运输综采设备，然后在切眼进行安装；

步骤7：工作面综采设备安装好以后，首先进行试运行回采，然后进行正式回采；

步骤8：完成工作面回采进尺且将靠近采空侧的采架移动到位以后，对采架后方空出来的尚未垮落的顶板进行临时支护，然后进行挡矸锚护结构的施工；

步骤9：完成挡矸梁施工后，随即进行采空区密闭结构施工。

进一步地，还包括步骤10：完成挡矸锚护结构与密闭结构施工后的维护。

进一步地，步骤1包括：

步骤1.1：在采区采面的上方或下方布置一条大巷；