一种近距离煤层采掘接替巷道围岩控制方法与流程

技术特征：
1.一种近距离煤层采掘接替巷道围岩控制方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、先选择具有近距离煤层群的待采掘煤矿，其中相邻两层煤层中靠近地面的为上煤层，另一层作为下煤层，然后以上煤层作为先采煤层，开始进行上煤层工作面回采，在上煤层工作面回采的同时对下煤层工作面巷道进行掘进，具体为：根据上煤层工作面回采与下煤层工作面巷道掘进过程中从空间上将掘进分成在原岩应力区内掘进和在采动应力区内掘进；其中根据上煤层工作面回采与下煤层工作面巷道掘进过程中从时间上将在采动应力区内的掘进分成三个阶段；将上煤层工作面正常回采与下煤层工作面巷道正常掘进相向同时进行时定义为采掘相向段；将上煤层工作面正常回采同时下煤层工作面巷道停止掘进时，或上煤层工作面停止回采同时下煤层工作面巷道正常掘进时定义为采掘单一段；将上煤层工作面正常回采与下煤层工作面巷道正常掘进相背同时进行时定义为采掘相背段；步骤二、根据步骤一的划分开始进行上煤层工作面回采及下煤层工作面巷道的掘进，并在此过程中通过数值计算、理论分析和矿压观测确定下煤层工作面巷道的停掘距和复掘距，进而根据停掘距和复掘距确定步骤一中各个阶段的具体位置，其中停掘距为上煤层工作面未回采到下煤层工作面巷道上方，但上煤层工作面回采带来的支承压力到达下煤层工作面巷道掘进迎头时上煤层工作面与下煤层工作面巷道迎头之间的水平距离；复掘距为上煤层工作面经过下煤层工作面巷道迎头上方并在下煤层工作面巷道上方回采一定距离后，上煤层工作面回采带来的支承压力对下煤层工作面巷道掘进迎头无影响时的上煤层工作面与下煤层工作面巷道迎头之间的水平距离；其中停掘距和复掘距的确定过程为：停掘距：l
停
＝6
×
k
×
m t1×
s1式中，k为层间距影响系数，h为上煤层和下煤层之间的层间距，m为上煤层的采高，单位均为m，t1为下煤层工作面巷道掘进稳定时间，单位为d，s1为巷道平均日掘进量，单位为m/d，上式t1根据矿压观测结果确定；矿压观测采用监测下煤层工作面巷道围岩变形速度和锚杆、锚索应力及钻孔窥视，钻孔深度l＞l1，式中，l1为围岩裂隙、离层深度；巷道掘进稳定时间t1＝t2 t3，t2为下煤层工作面巷道自开挖到围岩变形速度小于10mm/d的时间，若锚杆、锚索应力达到破断极限，则需补打锚杆、锚索的支护措施，此时，t3为补打支护措施的时间，若锚杆、锚索应力未达到破断极限，则t3＝0；巷道复掘距：l
复
＝60 t4×
s2式中，t4为上煤层工作面推过下煤层工作面巷道迎头上方60m后下煤层工作面巷道围岩变形速度小于10mm/d的时间，单位为d，s2为上煤层工作面日推进量，单位为m/d；上式中60m是为了避免下煤层工作面巷道掘进迎头受工作面滞后支撑压力过大影响确定的安全距离，若下煤层工作面巷道围岩变形速度在上煤层工作面与下煤层工作面巷道迎头之间的水平距离未达到60m时已小于10mm/d时，则t4＝0；步骤三、根据步骤二确定的各个阶段的具体位置，在下煤层工作面巷道掘进到达采掘相向段、采掘单一段、采掘相背段时分别采用不同的支护方式，从而保证下煤层工作面巷道整个掘进过程中巷道围岩的稳定，具体为：(1)采掘相向段：巷道采用高预紧力的锚杆、锚索联合加强支护；其中保证巷道顶板及
两侧帮各自每9m2至少布置一根锚索，锚索滞后下煤层工作面巷道掘进迎头距离不大于20m；上述锚索长度l
锚
＝l1 1，确保锚索锚固段在完整围岩区域内；巷道在完成上述支护措施后，在各帮角补打帮角锚杆，且锚杆、锚索分别用平行巷道轴线布置的钢筋梯子梁连接；采掘单一段：对下煤层工作面巷道l
停
l
复
范围内进行补强支护，支护措施如下：
①
上煤层工作面正常回采同时下煤层工作面巷道停止掘进时：此阶段仅上煤层工作面进行回采，自下煤层工作面巷道迎头向后沿巷道中轴线对称布置多个单体支柱，配合π钢梁进行加强支护，使每组支护结构至少包含一个π钢梁和两个单体支柱，相邻两单体支柱间排距不大于2m，且单体支柱补强区长度大于上煤层工作面超前支承压力影响的范围；
②
上煤层工作面停止回采同时下煤层工作面巷道正常掘进时：工作面停止回采，下煤层工作面巷道正常掘进，此段跟随掘进机持续布置单体支柱和π钢梁，在架设好的单体支柱中间补打锚索，提高巷道支护强度；(3)采掘相背段：此阶段下煤层工作面巷道掘进迎头不受上工作面回采支承应力影响时，根据前一阶段支护情况增大锚杆、锚索支护间距，从而提高巷道掘进速度。2.根据权利要求1所述的一种近距离煤层采掘接替巷道围岩控制方法，其特征在于，在采掘相背段中根据上煤层工作面日推进量s2，将靠近下煤层工作面巷道掘进迎头的单体支柱拆除并移架至靠近采掘单一段的位置布设相应距离的单体支柱，保证受上煤层工作面回采影响的巷道区段始终处于加强支护状态。3.根据权利要求1所述的一种近距离煤层采掘接替巷道围岩控制方法，其特征在于，对步骤一确定的在原岩应力区内掘进的下煤层工作面巷道，根据围岩条件采用常规支护措施进行巷道支护。4.根据权利要求1所述的一种近距离煤层采掘接替巷道围岩控制方法，其特征在于，所述步骤三的
①
中单体支柱和π钢梁的布置形式包括每组支护结构由一个π钢梁和两个单体支柱组成，或每组支护结构由一个π钢梁和三个单体支柱组成，或每组支护结构由一个π钢梁和四个单体支柱组成，根据巷道围岩具体情况选择使用。

技术总结
本发明公开了一种近距离煤层采掘接替巷道围岩控制方法，采用上煤层工作面回采的同时对下煤层工作面巷道进行掘进，并先将巷道掘进分成在原岩应力区内掘进和在采动应力区内掘进，接着将在采动应力区内的掘进分成采掘相向段、采掘单一段和采掘相背段共三个阶段，接着通过数值计算、理论分析和矿压观测确定各个阶段的具体位置，然后巷道掘进时在达到各个位置进入三个阶段时，分别针对每一阶段受采动应力影响特征，采用特定的支护措施进行支护，最终在下煤层工作面巷道整个掘进过程中，既确保了巷道受采动应力影响时的围岩稳定性，又加快了受采动应力影响后巷道掘进速度，有效解决采掘接替关系紧张的问题，持续保证工作面的安全稳定生产。定生产。定生产。


技术研发人员：闫帅 柏建彪 赵祥岍 付豪 王瑞 李延辉
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/15