[发明专利]大倾角煤层长壁开采区段巷道整体高强度柔性支护方法

摘要

本发明公开了一种大倾角煤层长壁开采区段巷道整体高强度柔性支护方法，步骤为：一、第一采煤区段/工作面开采；二、第二采煤区段/工作面支护及开采：打通回风平巷和运输平巷，用巷道柔性支护系统对回风平巷支护，第二采煤区段/工作面回采且减弱区段保护煤柱对顶板支撑作用，进行放顶煤开采使两个采煤区段/工作面形成整体工作面；三、下一个采煤区段/工作面支护及开采；四、重复进行支护及开采直至完成同一阶段所有采煤区段/工作面的支护及开采；五、下一阶段开采并重新布设巷道柔性支护系统。本发明设计合理、成本低且巷道柔性支护系统使用效果好，能解决大倾角煤层开采过程中存在的工作面上部区域内“顶板-支架-底板”系统的失稳问题。

主权项

一种大倾角煤层长壁开采区段巷道整体高强度柔性支护方法，所开采大倾角煤层的同一阶段内由上至下布置有多个采煤区段/工作面且所述采煤区段/工作面的数量为N个，上下相邻两个采煤区段/工作面之间留设有用于保护或隔离的区段保护煤柱(1)，每个采煤区段的上下部沿所述大倾角煤层的长度方向分别设置有回风平巷和运输平巷；对所述大倾角煤层进行开采时，由上至下依次对多个所述采煤区段/工作面分别进行开采，对于所述大倾角煤层一个阶段的开采过程而言，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、第一采煤区段/工作面开采：对第一采煤区段/工作面进行开采，且开采过程中不放顶煤或者在工作面支架不出现倾倒、下滑或咬架的前提下进行控制性放顶煤；步骤二、第二采煤区段/工作面支护及开采，其支护及开采过程包括以下步骤：201、巷道打通：在现开采的第二采煤区段/工作面的上下部，分别打通回风平巷和运输平巷；202、巷道整体柔性支护：步骤201中对所述的回风平巷打通过程中，采用巷道柔性支护系统由前至后同步对已打通的回风平巷进行整体支护；所述巷道柔性支护系统包括由内至外对已打通的回风平巷进行整体支撑的全断面金属可缩性支架(2)、由布设在所述全断面金属可缩性支架(2)四周外侧的多个锚杆(3)组成的全断面锚杆支护体系和由布设在所述全断面金属可缩性支架(2)四周外侧的多个锚索(4)组成的全断面锚索支护体系，所述全断面金属可缩性支架(2)、全断面锚杆支护体系和全断面锚索支护体系由内至外进行布设且三者沿所述回风平巷的巷道走向进行前后交错布设，所述全断面金属可缩性支架(2)和全断面锚杆支护体系通过所述全断面锚索支护体系形成一个整体式柔性支护结构；所述全断面金属可缩性支架(2)的结构和尺寸，均与已打通的所述回风平巷的横截面形状和大小相同；所述全断面锚杆支护体系的布设区域为已打通回风平巷的巷道松动圈范围，多个所述锚杆(3)沿所述巷道松动圈范围的圆周方向进行布设且其长度均大于所述巷道松动圈范围的深度，多个所述锚杆(3)的底部均固定在与全断面金属可缩性支架(2)顶部相平齐的回风平巷巷道表面上且其顶部均布设在所述巷道松动圈范围的外边界线(5)之外；所述全断面锚索支护体系的布设区域大于所述全断面锚杆支护体系的布设区域，多个所述锚索(4)沿所述巷道松动圈范围的圆周方向进行布设，多个所述锚索(4)的底部均固定在与全断面金属可缩性支架(2)顶部相平齐的回风平巷巷道表面上且其顶部均对应锚固在已打通回风平巷四周外侧的稳定岩层中；203、第二采煤区段/工作面回采：对现开采的第二采煤区段/工作面进行回采，且回采过程中，应减小现开采的第二采煤区段/工作面与其上部的第一采煤区段/工作面后方采空区之间的区段保护煤柱(1)的宽度，并且在保证巷道满足通风与行人的要求下，对现开采的第二采煤区段/工作面与其上部第一采煤区段/工作面后方的采空区之间的部分区段保护煤柱(1)进行回收，在受控的状态下减小或消除区段保护煤柱(1)对工作面顶板的支撑作用；之后，对现开采的第二采煤区段/工作面进行放顶煤开采，且开采过程中，由于区段保护煤柱(1)对工作面顶板的支撑作用减弱，促使工作面顶板岩层在现开采的第二采煤区段/工作面与其上部的第一采煤区段/工作面之间进行大范围运动，使得第一采煤区段/工作面内经采空后的矸石滑、滚到现开采的第二采煤区段/工作面中上部顶煤放出后的已成空间内，从而将第一采煤区段/工作面与现开采的第二采煤区段/工作面形成一个整体工作面；步骤三、下一个采煤区段/工作面支护及开采：按照步骤201至步骤204中所述的二采煤区段/工作面支护及开采方法，对下一个采煤区段/工作面进行开采和支护；步骤四、重复步骤三，直至完成所述大倾角煤层同一阶段内所有采煤区段/工作面的支护及开采过程，则完成所述大倾角煤层中一个阶段的开采过程；步骤五、进行所述大倾角煤层中下一阶段的开采过程，且下一阶段开采过程中，将已开采完的上一阶段内所使用的所有巷道柔性支护系统中的全断面金属可缩性支架(2)进行拆除并移送至下一阶段继续进行使用，且将移送至下一阶段的全断面金属可缩性支架(2)与下一阶段内重新布设的全断面锚杆支护体系和全断面锚索支护体系组成新的巷道柔性支护系统。