專利名稱：煤層群下行式開采下部煤層的停采方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種煤層群下行式開采下部煤層的停采方法。
背景技術(shù)：
開采近水平及緩斜煤層群時(shí)，通常采用下行式開采順序，因?yàn)橄滦惺介_采簡單，對下層煤影響小，有利于下層煤的開采和巷道維護(hù)。但是當(dāng)煤層間距較小時(shí)，上層煤開采后形成的支承壓力可能傳遞到下層煤中，同時(shí)隨著開采深度的增加煤巖體內(nèi)的應(yīng)力絕對值就越大，沖擊地壓發(fā)生的頻次和強(qiáng)度也越大。因此上層煤開采后形成的支承壓力和開采深度的 增加產(chǎn)生的應(yīng)力對下部層煤的停采帶來很大的影響，分析常規(guī)的停采工藝存在以下幾點(diǎn)缺陷(I)在停采刷大過程中，由于上覆煤層支承壓力和煤巖體內(nèi)的應(yīng)力及超前應(yīng)力的影響，頂板極易離層，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生漏頂事故，難以控制。(2)停采工藝適應(yīng)性差，針對相對復(fù)雜的地理因素難以保證支護(hù)質(zhì)量。(3)停采過程中，機(jī)道作業(yè)人員多，時(shí)間長，安全隱患較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決目前下行式開采下部煤層工藝中存在的頂板易離層、支護(hù)質(zhì)量差的缺陷，提供一種煤層群下行式開采下部煤層的停采方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種煤層群下行式開采下部煤層的停采方法，包括步驟
(1)當(dāng)工作面煤壁至停采線30m時(shí)，開始調(diào)整工作面，沿煤層頂、底板開采，將工作面調(diào)直、調(diào)平，使工作面坡度一致并使采高控制在2. 4-2. 5米；
(2)工作面距停采線Ilm范圍內(nèi)鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)，有效的控制了煤層群下行式開采下部煤層的頂板破碎難以支護(hù)的情況。(3)工作面停采后支架主梁上頂板用兩排工字鋼呈邁步式加強(qiáng)頂板支護(hù)，支架頂梁下面緊貼座箱支設(shè)￠3 0. 18米木點(diǎn)柱兩根；機(jī)道頂板采用兩排錨索、三排錨栓并結(jié)合斜挑梁配合液壓單體聯(lián)合支護(hù)，有效的控制了煤層群下行式開采下部煤層在由于上覆煤層支承壓力和煤巖體內(nèi)的應(yīng)力及超前應(yīng)力的影響，頂板極易離層的情況。本發(fā)明針對煤層群下行式開采下部煤層停采時(shí)受到上覆煤層支承應(yīng)力和煤巖體內(nèi)的應(yīng)力作用以及復(fù)合型頂板的難以管理和控制此停采技術(shù)有了進(jìn)一步的提升和改進(jìn)。本發(fā)明的停采方法簡單，具有良好的針對性和穩(wěn)定性，相對常規(guī)停采方案對停采區(qū)域的頂板管理得到了良好的保證和決定性的控制，同時(shí)有很強(qiáng)的適應(yīng)性，在各種復(fù)雜的地質(zhì)條件下可得到很好的推廣與應(yīng)用。


圖1為停采支護(hù)平面圖。圖2為停采支護(hù)斷面圖(圖1的A-A剖面圖)。
圖中，1-金屬網(wǎng)，2-工字鋼，3-木點(diǎn)柱，4-錨索，5-錨栓，6-墩柱，7_單體柱。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種煤層群下行式開采下部煤層的停采方法，包括步驟
(1)當(dāng)工作面煤壁至停采線30m時(shí)，開始調(diào)整工作面，沿煤層頂、底板開采，將工作面調(diào)直、調(diào)平，使工作面坡度一致并使采高控制在2. 4-2. 5米；
(2)工作面距停采線Ilm范圍內(nèi)鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)(I)；
(3 )工作面停采后支架主梁上頂板用兩排工字鋼(2 )呈邁步式加強(qiáng)頂板支護(hù)，支架頂梁下面緊貼座箱支設(shè)￠3 0. 18米木點(diǎn)柱3兩根；機(jī)道頂板采用兩排錨索(4)、三排錨栓(5)并結(jié)合斜挑梁配合液壓單體聯(lián)合支護(hù)。下面以大同煤礦集團(tuán)晉華宮礦301盤區(qū)煤層群為例對本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)方案做具體說明。301盤區(qū)為近水平煤層群，由上至下主要分為7#層、10#層、12#層、12_3#層，其層間距分別為61. 02m、38. 07m、26. 79m。采用下行式開采順序，7#層、10#層、12#層均已采空。現(xiàn)開采12層，開采平均深度為308. 55m,與上覆12#層層間距僅為26. 79m。上覆12#層開采后形成的支承壓力傳遞到12_3#層煤中，對12_3#層的停采帶來極大的影響。同時(shí)12_3#層為復(fù)合型煤層，頂板極難控制。以12_3#層301盤區(qū)8116工作面為例12_3#層301盤區(qū)8116工作面走向長度為728米，工作面傾斜長度為160米，煤層平均厚度為2. 42米。煤層偽頂為0. 4米粉、細(xì)砂巖；直接頂為粉砂巖、煤層，厚度3.1米；老頂為中、細(xì)砂巖互層，厚度為13.1米。工作面安裝使用ZZS5600/14/28型液壓支架110架，MG300/700-QAWD型采煤機(jī)一部，SGZ764/630型刮板輸送機(jī)一部，SGZ830/200型轉(zhuǎn)載機(jī)一部，PCM160型破碎機(jī)一臺(tái)，SSJ1000/200型皮帶輸送機(jī)一部，各種移動(dòng)變壓器、開關(guān)等。對應(yīng)上覆12層8118與8116工作面煤柱形成的支承壓力分布在12層301盤區(qū)8116工作面66#—81#支架上覆，預(yù)計(jì)影響范圍在60#—87#，與順槽巷平行向外延伸至盤區(qū)軌道巷。結(jié)合以上因素，采取停采方案如下
停采方法，如圖1和圖2所示。工作面割煤方式為單向割煤，上頭割實(shí)刀，下尾返空刀，當(dāng)工作面開采至距停采線30m時(shí)，開始調(diào)整工作面，沿煤層頂、底板開采，將工作面調(diào)直、調(diào)平，使工作面形成坡度一致并保證采高控制在2. 4-2. 5米。停采后支架前探梁前端距工作面煤壁2. 4米，確保支架有足夠的行程。工作面距停采線Ilm范圍內(nèi)鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)。當(dāng)開采至距停采線11米時(shí)開始鋪網(wǎng)，鋪網(wǎng)要求為雙層菱形金屬網(wǎng)I，規(guī)格1. 7米X 3. 7米；保證壓入古塘長度不小于1. 5米。工作面停采后支架主梁上頂板用兩排工字鋼2呈邁步式加強(qiáng)頂板支護(hù)。當(dāng)工作面推采至距停采線6米、4. 2米時(shí)沿工作面在支架頂梁上垂直支架鋪設(shè)4. 5米長兩排工字鋼2加強(qiáng)頂板支護(hù)，工字鋼2要鋪在金屬網(wǎng)I下面，兩排工字鋼2呈邁步式搭接。支架頂梁下面緊貼座箱支設(shè)0 ^ 0. 18米木點(diǎn)柱3兩根。機(jī)道頂板采用兩排錨索4、三排錨栓5并結(jié)合斜挑梁配合液壓單體聯(lián)合支護(hù)。在施工時(shí)，必須對機(jī)道裸露的頂板及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。第一排錨索4和錨栓5打在支架中心線位置與支架前探梁間距0. 3米，錨索4間距3米，錨栓5間距3米，錨索4與錨栓5呈邁步式分布；第二排錨栓4間距1. 5米，距第一排錨索0. 75米；第三排錨索4和錨栓5，錨索4間距3米，錨栓5間距3米，距第二排錨栓0. 75米；錨索4所上250mmX 250mm鋼墊，錨栓5所上W型鋼帶規(guī)格為450mmX250mmX4mm ;第一排錨索4與第三排錨索4呈“三花”布置，所用W
型鋼帶垂直煤壁布置。停采后，頭、尾端頭用墩柱6支護(hù)，每組墩柱3根。若兩安全出口處支架端頭距煤壁小于I米時(shí)，在支架切頂線處支設(shè)三根木點(diǎn)柱3，間距0. 3米，若距煤壁大于I米時(shí)，切支架主梁0. 3米處平行順槽巷道支設(shè)3組墩柱6，間距I米，墩柱6于煤壁之間根據(jù)實(shí)際情況架設(shè)井字木垛兩垛。在所有支架頂梁下面緊貼座箱前每架支設(shè)￠30. 18米兩根木點(diǎn)柱3，對應(yīng)上覆12層8118與8116工作面煤柱形成的支承壓力區(qū)域及60#-87#支架下每架增加一根單體柱7加強(qiáng)支護(hù)。木點(diǎn)柱3規(guī)格為￠3 0. 18米。支柱要求支在實(shí)底上，背穩(wěn)打牢。在作業(yè)當(dāng)中，一定要先支設(shè)木點(diǎn)柱3再撤掉單體柱7。
停采區(qū)域內(nèi)頭巷與工作面煤壁對應(yīng)安全出口處需支設(shè)兩排共5組墩柱6加強(qiáng)頂板支護(hù)，第一排支設(shè)3組，間距I米；第二排支設(shè)2組，間距1. 5米，距第一排I米。兩順槽巷道超前20米范圍內(nèi)用吊棚結(jié)合兩排液壓單體柱7聯(lián)合支護(hù)，單體柱7支設(shè)在棚梁兩端，不得支設(shè)在棚梁下端，吊棚間距1. 5米，單體柱間距1. 5米。所有工字鋼梁2、錨索4、錨栓5均在金屬網(wǎng)I下進(jìn)行支護(hù)，保證金屬網(wǎng)I的鋪設(shè)質(zhì)量。對支護(hù)材料要求，錨栓為(M8X2000mm，錨索￠ 15. 24X5500mm，所有木點(diǎn)柱小頭直徑不得小于180_。刷大完畢后，在每個(gè)支架與向頭方向前一個(gè)支架所成20-30度角架一根3. 7米長的工字鋼2，工字鋼2靠支架一端支在前探梁上，另一端緊貼煤壁并用液壓單體柱支撐。工字鋼2要將金屬網(wǎng)I壓平，沒接頂?shù)牡胤揭獎(jiǎng)x頂，單體柱7要升緊升牢并支在實(shí)底上。煤層群下行式開采下部煤層的工作面停采實(shí)施此方案后停采工藝簡單，具有良好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，相對常規(guī)停采方案對停采區(qū)域的頂板管理得到了良好的保證和決定性的控制。通過對同煤集團(tuán)晉華宮礦12層301盤區(qū)8116工作面的停采工作實(shí)際調(diào)查得知本工作面停采支護(hù)時(shí)間為6天，共縮短4天；以本煤層為例，本煤層共設(shè)計(jì)13個(gè)綜采工作面，本煤層停采支護(hù)時(shí)間共縮短52天，相應(yīng)的，隊(duì)組可多生產(chǎn)52天，按照本煤層平均日產(chǎn)能力為2500噸來算，噸煤效益按照300元，其經(jīng)濟(jì)效益為Y=2500噸X52天X300元/噸=3900萬元。
權(quán)利要求
1.一種煤層群下行式開采下部煤層的停采方法，其特征是包括步驟(1)當(dāng)工作面煤壁至停采線30m時(shí)，開始調(diào)整工作面，沿煤層頂、底板開采，將工作面調(diào)直、調(diào)平，使工作面坡度一致并使采高控制在2. 4-2. 5米；(2)工作面距停采線Ilm范圍內(nèi)鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)(I)；(3 )工作面停采后支架主梁上頂板用兩排工字鋼(2 )呈邁步式加強(qiáng)頂板支護(hù)，支架頂梁下面緊貼座箱支設(shè)Φ >0. 18米木點(diǎn)柱3兩根；機(jī)道頂板采用兩排錨索(4)、三排錨栓(5)并結(jié)合斜挑梁配合液壓單體聯(lián)合支護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(3)中，工作面停采后支架主梁上頂板用兩排工字鋼(2)呈邁步式加強(qiáng)頂板支護(hù)，具體方法是當(dāng)工作面推采至距停采線6米、4. 2米時(shí)沿工作面在支架頂梁上垂直支架鋪設(shè)4. 5米長兩排工字鋼(2)加強(qiáng)頂板支護(hù)，工字鋼(2)鋪在金屬網(wǎng)(I)下面，兩排工字鋼(2)呈邁步式搭接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟(3)中，機(jī)道頂板采用兩排錨索(4)、三排錨栓(5)并結(jié)合斜挑梁配合液壓單體聯(lián)合支護(hù)，具體方法是第一排錨索(4)和錨栓(5)打在支架中心線位置與支架前探梁間距O. 3米，錨索(4)間距3米，錨栓(5)間距3米，錨索(4)與錨栓(5)呈邁步式分布；第二排錨栓(5)間距1. 5米，距第一排錨索(4)0.75米；第三排錨索(4)和錨栓(5)，錨索(4)間距3米，錨栓(5)間距3米，距第二排錨栓(5)O.75 米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤層群下行式開采下部煤層的停采方法。當(dāng)工作面煤壁至停采線30m時(shí)，開始調(diào)整工作面，沿煤層頂、底板開采，將工作面調(diào)直、調(diào)平，使工作面坡度一致并使采高控制在2.4-2.5米；工作面距停采線11m范圍內(nèi)鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)，有效的控制了煤層群下行式開采下部煤層的頂板破碎難以支護(hù)的情況。工作面停采后支架主梁上頂板用兩排工字鋼呈邁步式加強(qiáng)頂板支護(hù)，支架頂梁下面緊貼座箱支設(shè)φ≥0.18米木點(diǎn)柱兩根；機(jī)道頂板采用兩排錨索、三排錨栓并結(jié)合斜挑梁配合液壓單體聯(lián)合支護(hù)，有效的控制了煤層群下行式開采下部煤層在由于上覆煤層支承壓力和煤巖體內(nèi)的應(yīng)力及超前應(yīng)力的影響，頂板極易離層的情況。
文檔編號(hào)E21D19/00GK103016008SQ201210554489
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者郭金剛, 賀海泉, 郭萬忠, 朱仲希, 劉 文, 王成, 紀(jì)潤清, 馬占元, 陸梅, 陳文云, 黃忠亮, 刁春光, 樊建平, 張鄭偉 申請人:大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司