一种采空区内煤层复采巷道掘进方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种巷道掘进及支护方法,尤其设及一种煤矿采空区内煤层复采巷道 掘进方法,属于煤炭开采技术领域。
【背景技术】
[0002] 长期W来,我国煤炭资源开采中一直存在着回收率低、浪费严重的情况。原因在 于,矿井开采初期,因为采煤技术落后,管理不善,大量煤炭资源被遗失在采空区中。
[0003] 在煤炭运种不可再生资源日益减少的形势下,回收采空区中剩余的煤炭资源势在 必行。而采空区复采是提高煤炭资源回收率的重要途径之一,对于延长矿井的服务年限具 有深远的现实意义。
[0004] 采空区残煤资源存在形态差异往往很大,赋存条件差、安全保障程度低和生产管 理难等诸多问题,运是复采残煤的技术难题。并且,采空区内的煤与杆石经上覆岩层压紧和 胶结作用,形成再生的岩体。岩体主要为散体及部分碎裂结构,整体硬度小。在爆破掘进巷 道时,顶板、两帮容易破碎,支护难度大,掘进工作面顶板如果保护不好,易出现跨落。严重 影响掘进速度,影响复采经济效益。
[0005] 为尽最大可能回收采空区残煤资源,实现安全复采,必须在巷道布置、采煤工艺、 安全生产技术等多方面进行改进或探索。总之,采空区内煤层复采掘进和支护是一个复杂 的系统工程。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种安全性好,施工工艺简单的一种煤矿采空区内煤层复采 巷道掘进施工方法。
[0007] 本发明为实现上述目的,需要解决的首要技术问题是,如何在爆破、掘进巷道时, 对巷道顶板和两帮进行有效支护的技术问题。
[000引本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是,一种采空区内煤层复采巷道掘 进方法,其特征在于:采用钢棚进行巷道支护;施工过程中,使用前探钢针配合吊挂式前探 梁进行顶板临时支护;
[0009] 所述钢棚为组合式结构,整体呈"n"字形,数量为若干;每一架钢棚均包括两根棚 腿和一根棚梁;其中,钢棚棚梁的上表面与巷道顶板接触,支撑住顶板;
[0010] 所述棚腿和棚梁均为工字钢,在每一根棚梁的下表面上,均设置有两个卡错式吊 挂器;
[0011] 所述前探梁为一 31型钢梁,由前、后两个W上的卡错式吊挂器吊挂在棚梁的下方, 前探梁靠近掘进工作面的那一端端部与掘进工作面之间保留0.1-0.2米的间距;
[0012] 若干数量的钢棚成等间距的依次排列在掘进巷道内,并随着掘进工作面的向前掘 进,不断在最靠近掘进工作面的那架钢棚的前方位置架设新的钢棚,如此往复循环进行;
[0013] W与掘进工作面的相对距离远近为排序原则,最靠近掘进工作面的那架钢棚为第 一架;所述第一架钢棚是随着掘进工作面的向前推进,不断地被新的钢棚取代的一个动态 变化过程;
[0014] 上述第一架棚梁的腹板上,等间距开设有若干数量的通透圆孔,在掘进过程中只 需要两根开设通透圆孔的棚梁即可;
[0015] 具体施工方法,包括W下步骤:
[0016] 第一步,在巷道内,掘进工作面前方0.1-0.2米处架设钢棚;
[0017] 第二步,使用煤电钻,保持其钻杆沿水平方向依次穿过上述各通透圆孔,在掘进工 作面上打若干数量的钢针眼;
[001引其中,钢针眼眼深1.5-1.8米,前探钢针长度1.8-2.0米,钢针眼的数量与上述通透 圆孔数量相等;
[0019] 然后,分别将若干数量的前探钢针穿过与其对应的各通透圆孔,并钉入对应的钢 针眼内,W供爆破时对顶板起到支撑保护作用;
[0020] 第S步,在上述钢针眼下方0.3-0.5米W外的区域内,打若干数量的炮眼,采用全 断面一次打眼一次装药串联起爆成巷,炮眼眼距为0.3-0.5米、炮眼眼深1.2-1.4米,装填炸 药后,引爆爆破;
[0021] 每爆破循环进尺1.0-1.1米,爆破完成后,经确认现场安全无危险后,抽出前探钢 针,并加固顶板支护,再进行找顶,并及时清除悬浮的危岩和活石;
[0022] 找顶完成后,铺联顶网;
[0023] 第四步,使用液压支柱配合长木料将联顶网顶起,液压支柱应儲向巷道掘进工作 面方向,W保证联顶网能够封住顶板、裹住掘进工作面上部煤壁,然后向前推移两根前探梁 直至其端部距爆破后形成的新的掘进工作面0.1~0.2米位置处,再在原第一架钢棚的前 方、前探梁上,搁置另一根开设通透圆孔的棚梁,W着手支设一架新的钢棚;此时把原第一 架钢棚中开设通透圆孔的棚梁替换成普通的棚梁,运样两根开设通透圆孔的棚梁交替使 用,保证掘进过程中有两根开设通透圆孔的棚梁即可;在此作业之前和作业过程中,随时敲 帮问顶,并根据需要,及时使用长柄工具处理掉可能存在的危岩或活石;
[0024] 待上述另一根棚梁搁置就位后,在该棚梁与前探梁的接触面打入木模,W使该棚 梁的上表面顶紧巷道顶板;
[0025] 然后,启动刮板输送机,由人工将跨落的煤和杆石分别伊至刮板输送机上,运出巷 道;
[0026] 待跨落的煤和杆石清理干净后,进行上述的新钢棚的两根棚腿的安装,直至钢棚 架设完毕,形成该巷道位置处的永久支护;
[0027] 第五步,重复上述第一步至第=步,直至整个巷道各位置处均形成永久支护。
[0028] 上述技术方案直接带来的技术效果是,将钢棚、前探梁和前探钢针=者有机地结 合起来,W实现掘进过程中对巷道顶板的超前支护;施工过程中,使用前探钢针配合吊挂式 前探梁进行顶板临时支护,较好地解决了采空区内复采巷道掘进爆破时,对巷道顶板有效 支护的技术难题。
[0029] 为更好地理解运一"难题"的难点之所在,简要释明如下:
[0030] 采空区内的煤与杆石经上覆岩层压紧和胶结作用,形成再生的岩体。岩体主要为 散体及部分碎裂结构,整体硬度小。在爆破掘进巷道时,顶板、两帮容易破碎,支护难度大, 掘进工作面顶板如果保护不好,易出现跨落。
[0031] 并且,上述技术方案,施工操作简单、灵活,设备与工具投入少,掘进速度快,劳动 效率高。
[0032] 优选为,上述的采空区内煤层复采巷道掘进施工方法,其特征在于,相邻的两个钢 棚之间的间距为1-1.6米。
[0033] 该优选技术方案直接带来的技术效果是,相邻的两个钢棚(永久支护单元)之间的 间距为1-1.6米,可W确保对顶板形成稳固、可靠的支护效果。
[0034] 进一步优选,上述的采空区内煤层复采巷道掘进施工方法,其特征在于,在倾斜巷 道的条件下,前探梁的吊挂与移动过程中,还需要配合使用防滑绳将前探梁拴紧并固定在 相应的棚梁上,W防止前探梁松脱滑落伤人。
[0035] 该优选技术方案直接带来的技术效果是,配合使用柔性的防滑绳将前探梁拴紧并 固定在相应的棚梁上,可W起到更好的固定作用;
[0036] 并且,防滑绳使用上也十分简便,并可快速更换或拆卸至另一处使用。
[0037] 进一步优选,上述前探钢针材质为合金钢。
[0038] 该优选技术方案直接带来的技术效果是,合金钢具有较高的硬度、刚度和良好的 耐磨性。一方面,可W承受临时支护时可能需要承受的较大的剪切力;另一方面,可W增加 有效地重复使用次数,延长使用寿命。
[0039] 进一步优选,上述通透圆孔的数量为5个W上。
[0040] 该优选技术方案直接带来的技术效果是,通常,巷道的宽度一般在2.4-2.6米,通 透圆孔的数量为5个W上(亦即,前探钢针之间的间距含0.65米),根据本领域技术人员的经 验,运足W保证破碎顶板条件下的有效支护或支撑,并可W有效阻挡住潜在的或者可能跨 落的危岩或活石。
[0041] 进一步优选,上述钢棚的两根棚腿分别与左右巷帮保留0.1米间距。
[0042] 该优选技术方案直接带来的技术效果是,"钢棚的两根棚腿分别与左右巷帮保留 0.1米间距",便于棚腿的安装与就位:在地板上挖窝、栽棚腿、将倾斜的棚腿扶正并使其上 端端部顶紧中棚梁下表面(W使棚梁顶紧在顶板上),运一系列的施工操作。
[0043] 综上所述,本发明相对