(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111460335.8 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 安徽理工大 学 地址 232001 安徽省淮南市泰丰大街168号 安徽理工大 学安全科 学与工程学院 (72)发明人 王昌祥　陆伟　路瑶　李青海　 李金亮　李金虎　卓辉　何启林　 张青松　 (74)专利代理 机构 威海恒誉润达专利代理事务 所(普通合伙) 3726 0 代理人 龙军波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) E21C 41/18(2006.01)E21D 9/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶 卸压方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于保护采区上下山的 回撤巷道切顶卸压方法， 其属于地下煤矿开采上 下山保护技术领域； 包括以下步骤： 计算覆岩关 键层位置， 回撤巷道破顶掘进， 回撤巷道分段支 护， 钻孔布置， 双向聚能爆破分层布置， 预裂爆 破， 普通锚索、 高强让压锚索二次预紧。 本发明采 用切顶卸压方法起到消减上下山保护煤柱动压 的目的， 上下山巷道变形将会大幅减小， 支护成 本将会大幅降低， 保护煤柱可以相应的减小， 节 省大量的滞留煤柱， 同时减弱液压支架回撤期间 巷道的变形， 降低支护强度， 减少垛式液压支架 的使用数量， 又能够保证支架的快速安全回撤， 具有极大的推广应用前 景。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114201866 A 2022.03.18 CN 114201866 A 1.一种用于保护采区上 下山的回撤巷道切顶卸压方法， 包括以下步骤： 计算覆岩关键层位置： 根据关键层特征， 在采空区上覆岩层弯曲变形过程中， 其上部岩层与之同步变形， 而下 部岩层变形和关键层不协调， 因而关键层承受的载荷不需要下部岩层来承担， 假设第一岩 层为关键层， 关键层控制岩层达 到n层， 则n+1层成为关键层的条件为： (qn+1)1<(qn)1 式中， (qn+1)1和(qn)1分别为计算到岩层第n+1层与第n层时， 第一关键层所受载荷； 回撤巷道破顶掘进： 首先根据采高计算 直接顶厚度， 直接顶厚度计算公式为： 式中， MZ—直接顶厚度， m； h—采高， m； SA—老顶岩梁触矸处的沉降值， 取(0.25～0.3)h； KA—岩层垮落后的碎胀系数， 取1.3； 然后采用机 械化设备掘进回撤巷道时进行破顶掘进； 回撤巷道分段支护： 回撤通道正常段顶板采用普通锚索+高强让压锚索支护+单排垛式液压支架联合支护， 回撤通道局部破碎段采用普通锚索+高强让压锚索支护+单排垛式液压支架+铺网联合支 护， 回撤通道局部垮落段采用普通锚索+高强让压锚索支护+单排垛式液压支架+超高框架 联合支护； 钻孔布置： 在工作面超前应力影响到回撤巷道附近之前布置钻孔， 钻孔打到关键层顶部， 且呈 “一”字型布置； 双向聚能爆破分层布置： 爆破方法为双向聚能爆破， 双向聚能管采用特制聚能管， 爆破使用矿用二级乳化炸药， 依据计算出来的关键层位置， 在每层关键层位置布置聚能管与二级乳化炸药， 从深部 向浅 部依次布置； 预裂爆破： 在工作面超前应力影响到回撤巷道附近之前， 形成切顶缷压预裂切缝线， 采用 双向聚 能爆破预裂技 术， 一次性在整个巷道完成爆破预裂切缝。 2.根据权利要求1所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 在进行完聚能爆破后， 还需要检查普通锚索、 高强让压锚索预紧力， 对预紧力达不到 现场要求的恒阻锚索， 进行二次预紧。 3.根据权利要求2所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 待工作面回采至回撤通道时， 才可以回撤液压支 架。 4.根据权利要求1或3所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切 顶卸压方法， 其特 征在于， 在进 行回撤巷道破顶掘进时， 采用机械化设备掘进回撤巷道时进 行破顶掘进， 超出 煤层高度掘进， 破顶高度为1m， 给予预裂岩层回转变形空间， 同时扩大回撤巷道面积， 方便权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201866 A 2回撤工作完成。 5.根据权利要求4所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 在进行回撤巷道分段支护时， 回撤通道正常段： 高强让压锚索和垛式液压支架各支护顶板半边， 高强让压锚索支护 巷道正帮侧的顶板即靠近工作面一侧， 每排布置3套高强让压锚索， 单排垛式液压支架 安置 在巷道副帮侧即远离工作面一侧， 普通锚索布置在巷道正帮侧， 即单排垛式液压支架上方， 每排布置2套普通锚索； 回撤通道局部破碎段： 在正常段支护的基础上， 安设普通锚索+高强让压锚索支护+单 排垛式液压支 架支护前， 顶板铺设网孔 不大于45m m×45mm的菱形网； 回撤通道局部垮落段： 采用的超高框架呈长方体形， 尺寸配合垛式液压支架与垮落高 度， 材质为矿用工 字钢焊接而成， 超高框架下侧通过固定 螺栓与垛式液压支 架联接固定 。 6.根据权利要求5所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 钻孔布置时， 钻孔位置选取在回撤巷道 内侧， 钻孔与水平线呈30 °角， 钻孔直径45mm， 钻孔长度计算公式如下： L＝H/sinθ 式中， L－钻孔长度， m； H－关键层顶部 到直接顶 距离， m； θ －钻孔与直接顶水平线夹角， °。 7.根据权利要求6所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 回撤巷道上 下两端20m范围内钻孔间距为0.8m， 中部区域钻孔间距为0.5m。 8.根据权利要求7所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 在进行双向聚能爆破分层布置时， 特制聚能管外径为42mm， 内径为36.5mm， 管长 1500mm； 爆破使用的矿用二级乳化炸药， 外径Ф32m m， 长200mm； 同时， 主关键层与亚关键层依据厚度、 强度之比进行单孔聚能管数目与二级乳化炸药 量的布置 。 9.根据权利要求8所述的一种用于保护采区上下山的回撤巷道切顶卸压方法， 其特征 在于， 由于主关键层厚度是亚关键层厚度的两倍， 主关键层强度是亚关键层强度的1.5倍， 则主关键层单孔聚能管布置数目是亚关键层单孔聚能管数目的3倍， 主关键层单孔二级乳 化炸药量是亚关键层单孔 二级乳化炸药量的3倍。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201866 A 3