本项创新技术涉及煤炭开采领域,特别是一种跨陷落柱无煤柱开采的成巷系统与方法。该系统由四个核心模块组成:随采地震超前探测、智能钻进、顶板加固以及门式控顶护帮支护。这些模块共同作用,旨在提高煤炭开采效率和安全性。
背景技术
井工长壁采煤法是我国煤炭的主要开采方法,我国90%以上的煤炭开采采用的是地下井工采煤法。陷落柱是煤炭地下开采过程中常见的地质构造。陷落柱的开采不仅涉及到矿体的资源回收,也直接影响矿山压力的重新分布和地下工程的稳定,引起人员安全危险、设备损失、冲击地压现象、地面环境破坏、水害风险增加、资源浪费、开采难度增加等采矿问题。
遇到陷落柱时,一般将其布置在工作面间的煤柱中。陷落柱尺寸较大时,煤柱尺寸也得加宽。煤柱的留设导致了围岩应力场应力集中程度急剧增加,在巨大的矿山压力作用下应力分布不均匀,不利于巷道稳定维护及安全开采,同时也造成了煤柱资源的严重浪费。对于地质勘探过程中无法提前探测到的陷落柱或陷落柱分布较多的区域,巷道不可避免地要穿越陷落柱。如何实现陷落柱区域的资源高效回收是亟待解决的问题。
无煤柱开采技术是提高资源回收率的有效手段,一般是将工作面间的煤柱取消,保留上个工作面的巷道供相邻工作面重复使用。由于陷落柱区域极不稳定,常规的先掘进巷道再进行工作面开采的系统巷道暴露时间长,巷道掘进过程中揭露陷落柱区域巷道本身不稳定,在不稳定的区域进行沿巷旁充填留巷或切顶成巷无煤柱开采极易引发巷道坍塌,带来安全隐患。
实现思路