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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请蘑*|r(10)申请公布号 CX 111335895 A(43)申请公布日2020. 06.26(21) 申请号 202010316406.6(22) 申请日 2020.04.21(71) 申请人天地科技股份有限公司地址100013北京市朝阳区和平街吉年沟路5号(72) 发明人潘俊锋高家明夏永学徐刚马文涛杜涛涛张展阳(74)专利代理机构北京中强智尚知识产权代理有限公司IM48代理人黄嫌威(51)lnt.CI.E21C 4f/f8(2006.Q1)E21F 15/0/2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称冲击地压煤
2、层开拓巷道宽捆窄用防冲方法 (57)摘耍Y 968明2一一本发明提供了一种冲击地压煤层开拓巷道 宽掘窄用防冲方法,包括将原开拓巷道设计宽度 增大预设数值得到计划开拓巷道宽度，将原巷间 煤柱设计宽度减小至预设数值宽度。掘进计划开 拓巷道宽度的第一宽掘开拓巷道,在第一宽掘开 拓巷道中任一侧构筑预设数值宽度的第一充填 体。沿第充填体掘进计划开拓巷道宽度的第二 宽掘开拓巷道，在第二宽掘开拓巷道中临近第 充填体的一伸J构筑第二充填体。沿第一宽握开拓 巷道远离第一充填体-侧或第二宽掘开拓巷逍 远离第二充填体侧掘进第三宽掘开拓巷道11 在开拓巷道间留设宽度为预设数值的巷间小煤 柱，在第三宽掘开拓巷道中临近巷
3、间小煤柱刑构 筑第三充填体。从而降低了冲击地压煤层开拓巷 道巷何煤柱的支承压力。1. 冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用防冲方法，其特征在于，包括：获取与当前开采布置形式相同开采布置形式卜的原开拓巷道设计宽度和原巷间煤柱 设计宽度，将所述原开拓巷道设计宽度增大预设数值得到计划开拓巷道宽度，将所述原巷 间煤柱设计宽度减小至所述预设数值宽度：在开拓巷道掘进过程中，掘进所述计划开拓巷道宽度的第宽掘开拓巷道，在所述第 一宽掘开拓巷道靠近任一巷帮侧构筑所述预设数值宽度的第一充填体：沿所述第一充填体掘进所述计划开拓巷道宽度的第二宽掘开拓巷道，在所述第二宽掘 开拓巷道中临近所述第一充填体的一侧构筑所述预设数值宽度
4、的第二充填体；沿所述第一宽掘开拓巷道远离第一充填体一侧或所述第二宽掘开拓巷道远离第二充 填体一侧掘进所述计划开拓巷道宽度的第三宽掘开拓巷道且在开拓巷道间留设宽度为所 述预设数值的巷间小煤柱,在所述第三宽掘开拓卷道中临近所述卷间小煤柱侧构筑所述预 设数值宽度的第三充填体。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:依据所述第三宽掘开拓巷道掘进方式掘进其他多条宽掘开拓巷道旦在宽掘开拓巷道 间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱，在其他宽掘开拓巷道中临近巷间小煤柱侧构筑 所述预设数值宽度的充填体。3 .根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于，所述预设数值的范围为所述原开拓巷道设计宽度的0.4
5、-0.6倍的数值范围。4 .根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述充填体的构筑过程包括：在相应的宽掘开拓巷道中待构筑充填体的位置留设所述预设数值宽度的巷道充填区： 对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填体5 .根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填 体,包括：在掘进工作面掘进至预设距离后，对所述巷道充填区开始充填；保持所述充填区充填施工进度滞后所述掘进工作面掘进进度所述预设距离，以构筑形 成充填体。6 .根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填 体,包括：采用高水材料对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填体，并使所述充填
6、体与所在宽 掘开拓巷道的顶板相接。7 .根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于，当前掘进的宽掘开拓巷道的掘进工作面与相邻宽掘开拓巷道的掘进工作面保持指定 滞后错距，所述指定滞后错距与当前开采布电形式相同开采布置形式下的原巷道滞后错距 相等。8 .冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用防冲方法，其特征在于，包括：获取与当前开采布置形式相同开采布置形式卜的原开拓巷道设计宽度和原巷间煤柱 设计宽度，将所述原开拓巷道设计宽度增大预设数值得到计划开拓巷道宽度，将所述原巷 间煤柱设计宽度减小至所述预设数值宽度：在开拓巷道掘进过程中，掘进所述计划开拓巷道宽度的第一宽掘开拓巷道，在所述第 一宽掘开拓巷道靠近任一巷帮侧
7、构筑所述预设数值宽度的第一充填体；自所述第一充填体预留计划开拓巷道宽度和预设数值宽度之和的间距位置掘进所述 计划开拓巷道宽度的第二宽掘开拓巷道，在所述第二宽掘开拓巷道中靠近所述第充填体 一侧构筑所述预设数值宽度的第二充填体：在第一、第二宽掘开拓巷道间掘进所述计划开拓巷道宽度的第三宽掘开拓巷道，目.在 第一、第三宽掘开拓巷道间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱或在第二、第三宽掘开 拓巷道间留设所述巷间小煤柱，并在所述第三宽掘开拓巷道中远离巷间小煤柱一侧构筑所 述预设数值宽度的第三充填体。9 .根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：沿所述第-宽掘开拓巷道远离第充填体侧或所述第二宽掘开拓巷道
8、远离第二充 填体一侧掘进所述计划开拓巷道宽度的第四宽掘开拓巷道且在开拓巷道间留设宽度为所 述预设数值的巷间小煤柱,在所述第四宽掘开拓巷道中临近所述巷间小煤柱侧构筑所述预 设数值宽度的第四充填体。10 .根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：依据所述第四宽掘开拓巷道掘进方式掘进其他多条宽掘开拓巷道且在宽掘开拓巷道 间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱，在其他宽掘开拓卷道中临近巷间小煤柱侧构筑 所述预设数值宽度的充填体。冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用防冲方法技术领域0001本发明涉及煤矿安全开采技术领域，特别是一种冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用 防冲方法。背景技术0002冲击地压是一种严重的煤
9、宕动力灾害,近年来西部矿区涌现出许多具有特大生产 能力的现代化矿井发生冲击地压的事故,其中不同常规的是这些矿井开拓巷道常常发生冲 击。开拓巷道不同于回来巷道，开拓巷道是矿井生产的核心枢纽具有服务时限长、支护与 维护成本高的特点，因此一旦开拓巷道出现大变形或冲击地压事故，对整个矿井生产影响 十分巨大。0003通过对此类事故原因进行分析，发现这类矿井的煤层开拓巷道布置特点较致： 主运、辅运和回风大巷布置在煤层中，且为保i正巷道使用年限和防止漏风一般留设50(11左右 的巷间宽煤柱，但是此类布置方式同时带来严重的负面影响，主要表现为巷间宽煤柱中双 峰支承压力水平高,且支承压力峰值分别位于巷间宽煤柱外
10、伽临近巷布位置，从而导致开 拓巷道临近煤柱侧变形大且维护困难。此外，支承压力区更容易与外界动载荷会加透发冲 击地压事故，因此只有极大的风险和隐患。发明内容0004 鉴于上述问题，提出本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上 述问题的种冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用防冲方法，能够显著降低冲击地压煤层开拓 巷道巷间煤柱的支承压力,解决巷间宽煤柱布置形式下开拓巷道临近煤柱侧大变形问题并 降低冲击地压发生风险，同时显著提高矿井资源回收率。0005根据本发明实施例的-方面，提供了 种冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用防冲方 法,包括：0006获取与当前开采布置形式相同开采布置形式下的原开拓巷道设计宽度
11、和原巷间 煤柱设计宽度，将所述原开拓巷道设计宽度增大预设数值得到计划开拓巷道宽度,将所述 原巷间煤柱设计宽度减小至所述预设数值宽度：0007在开拓巷道掘进过程中，掘进所述计划开拓巷道宽度的第宽掘开拓巷道，在所 述第一宽掘开拓巷道靠近任一巷帮侧构筑所述预设数值宽度的第一充填体：0008沿所述第一充填体掘进所述计划开拓巷道宽度的第二宽掘开拓巷道，在所述第二 宽掘开拓巷道中临近所述第一充填体的一侧构筑所述预设数值宽度的第二充填体：0009沿所述第一宽掘开拓巷道远离第一充壤体一侧或所述第二宽掘开拓巷道远离第 二充填体侧掘进所述计划开拓巷道宽度的第三宽掘开拓巷道且在开拓巷道间留设宽度 为所述预设数值的巷
12、间小煤柱，在所述第三宽掘开拓巷道中临近所述巷间小煤柱侧构筑所 述预设数值宽度的第三充填体。0010可选地，还包括:依据所述第三宽掘开拓巷道掘进方式掘进其他多条宽掘开拓巷 道且在宽掘开拓巷道间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱，在其他宽掘开拓巷道中临 近巷间小煤柱侧构筑所述预设数值宽度的充填体。0011可选地，所述预设数值的范围为所述原开拓巷道设计宽度的0.40.6倍的数值范 围。0012可选地，所述充填体的构筑过程包括：0013在相应的宽掘开拓巷道中待构筑充填体的位置留设所述预设数值宽度的巷道充 填区：0014对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填体。0015可选地，对所述巷道充填区进行充填构筑
13、形成充填体包括：0016在掘进工作面掘进至预设距离后，对所述巷道充填区开始充填；0017保持所述充填区充填施工进度滞后所述掘进工作而掘进进度所述预设距离，以构 筑形成充填体。0018可选地，对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填体,包括：0019采用高水材料对所述巷道充填区进行充填构筑形成充填体，并使所述充填体与所 在宽掘开拓巷道的顶板相接。0020可选地，当前掘进的宽掘开拓巷道的掘进工作面与相邻宽掘开拓巷道的掘进工作 面保持指定滞后错距，所述指定滞后错距与当前开采布置形式相同开采布置形式下的原巷 道滞后错距相等。0021根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种冲击地压煤层开拓巷道宽掘窄用防 冲
14、方法，包括：0022获取与当前开采布置形式相同开采布置形式下的原开拓巷道设计宽度和原巷间 煤柱设计宽度，将所述原开拓巷道设计宽度增大预设数值得到计划开拓巷道宽度,将所述 原巷间煤柱设计宽度减小至所述预设数位宽度：0023在开拓巷道掘进过程中，掘进所述计划开拓巷道宽度的第一宽掘开拓巷道，在所 述第一宽掘开拓巷道靠近任一巷帮侧构筑所述预设数值宽度的第一充填体；0024自所述第一充填体预留计划开拓巷道宽度和预设数值宽度之和的间距位置掘进 所述计划开拓巷道宽度的第二宽掘开拓巷道，在所述第二宽掘开拓巷道中靠近所述第充 填体一侧构筑所述预设数值宽度的第二充填体：0025在第一、第二宽掘开拓巷道间掘进所述计
15、划开拓巷道宽度的第三宽掘开拓巷道， 且在第一、第三宽掘开拓巷道间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱或在第二、第三宽 掘开拓巷道间留设所述巷间小煤柱，并在所述第三宽掘开拓巷道中远离巷间小煤柱一侧构 筑所述预设数值宽度的第三充填体。0026可选地，还包括:沿所述第一宽掘开拓巷道远离第一充填体一侧或所述第二宽掘 开拓巷道远离第二充填体一侧掘进所述计划开拓巷道宽度的第四宽掘开拓巷道R在开拓 巷道间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱，在所述第四宽掘开拓巷道中临近所述巷间 小煤柱侧构筑所述预设数值宽度的第四充填体。0027 可选地，还包括:依据所述第四宽掘开拓巷道掘进方式掘进其他多条宽掘开拓巷 道且在宽掘开拓巷道间留设宽度为所述预设数值的巷间小煤柱，在其他宽掘开拓巷道中临 近巷间小煤柱侧构筑所述预设数值宽度的充填体。0028本发明实施例通过合理的增大煤层开拓巷道的宽度，减小煤柱宽度，并在煤层开 拓巷道中构筑充填体，使得巷间煤柱上方支承压力向开拓巷道两侧实体煤深部转移，显著 降低了冲击地压煤层开拓巷道巷间煤柱的支承压力，有效减弱了开拓巷道临近煤柱侧的大 变形和冲击地压的风险。进一步地,通过大幅减小巷间煤柱的留设宽度，还可以显著提高矿 井资源的回收率。并旦，充填体较留设煤柱承载力低，让压效果好，具有更好的均质性和完 整性，更
