CN111364995B - 一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种综放沿空煤巷稳定顶板‑煤柱结构的构建方法，包括抗拉锚索、圆台式挡盘，Z型锁固托盘、异形四边形托盘、凹槽帽、安装杆、膨胀剂及封孔剂，在回采巷道靠近非回采帮侧顶板布置膨胀致裂钻孔并对钻孔两侧割微缝，在钻孔内安装抗拉锚索、膨胀剂、封孔剂及圆台式挡盘，对非回采帮侧的厚顶煤切缝，切缝后安装锁固锚索和Z型锁固托盘，致裂钻孔进入采空区后，工作面侧方区域的基本顶上侧拉应力显著增大，加之膨胀剂膨胀力的作用，基本顶沿致裂钻孔断裂，那么在邻侧煤体进行沿空掘巷并安装煤柱侧肩窝稳固锚索，巷道顶板和煤柱处于基本顶悬臂梁稳定结构保护之下，本发明构建了综放沿空煤巷稳定顶板及煤柱结构，具有重要且广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于矿业工程领域，一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱的构建方法，是一种在厚及特厚煤层综放沿空煤巷前对工作面邻空侧巷道的直接顶及基本顶进行膨胀致裂，对厚顶煤进行切缝，直接切断实体煤与采空区两者上覆的厚顶煤、直接顶和基本顶的力学联系，显著降低基本顶回转失稳等对邻侧沿空煤巷顶板及煤柱的影响。
背景技术
我国厚及特厚煤层储量丰富，大型综合机械化放顶煤开采方法，简称“综放”，是我国厚及特厚煤层的主体开采方法，加之资源节约型矿井建设需求，厚及特厚煤层综放开采的煤柱趋小化乃为必然趋势。虽然窄煤柱条件下沿空巷道处于低应力区，但是由于厚及特厚煤层大型综放开采导致开掘沿空煤巷前邻空侧煤体已经大范围深度塑化破坏，所以煤柱体的承载能力很小，煤体破碎，传统的注浆加固及锚杆索锚固方法无法解决围岩大变形及锚固失效的控制难题。
另外，邻空侧煤体大范围塑化破坏，基本顶深入实体煤破断，沿空掘巷的厚顶煤及煤柱处于断裂的基本顶岩板结构下方，掘巷扰动上覆岩板结构回转活动且回转活动不是传统的锚杆索支护能够控制，这必然导致煤体显著扩容变形并加剧煤体松散破碎，最终锚固失效。综放开采的一次开采厚度大，覆岩活动会更为剧烈，沿空巷道大变形必然阻碍高效综放开采能力的发挥。
厚顶煤条件下，采用传统致裂顶板的方法是***，且***致裂是超前工作面于回采巷道内进行，这不仅影响生产且易导致厚顶煤离层破碎并发生大面积冒顶灾害事故，特别的在高瓦斯矿井中易引发瓦斯***事故，所以传统方法缺陷明显。
综上所述，厚及特厚煤层条件下，基本顶大范围深入实体煤破断，沿空煤巷处于断裂的基本顶下方，基本顶及覆岩活动必然显著恶化厚顶煤及煤柱完整性和承载能力。综放沿空煤巷处于低应力区，但是覆岩结构不稳定且覆岩回转导致巷道大变形并显著影响生产，且传统***之致裂方法致裂厚顶煤的时机均不能很好的解决问题，阻碍了资源节约型和高产高效综放开采的发展。那么当前急需提出一种构建综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱的方法，这对于建设资源节约型及安全高产高效矿井意义显著。
发明内容
本发明的目的就是提供一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，以解决上述技术问题。
为实现本发明的上述目的，提供的技术方案如下：一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，包括以下步骤：
步骤1）在超前综放开采工作面的回采巷道7靠近非回采帮侧顶板布置膨胀致裂钻孔，并对钻孔对称割微缝，各膨胀致裂钻孔割微缝的连线平行于工作面推进方向；
步骤2）在膨胀致裂钻孔内安装抗拉锚索，所述抗拉锚索的由里端向外依次安装有圆台式挡盘、膨胀剂封孔剂、圆台式挡盘，锚具、凹槽帽以及安装杆；位于里端的圆台式挡盘与锚索端头的距离为锚固区，锚固区处于基本顶上覆的软岩层中，实现膨胀剂从基本顶的上侧面开始施加膨胀力，由于基本顶上侧面的拉应力最大，且在膨胀剂膨胀力的双重作用下，易实现基本顶沿着膨胀孔发生裂缝扩展，有效切断基本顶；
步骤3）对非回采帮侧的巷道厚顶煤进行水力、机械或密集钻孔切缝，形成顶煤切缝线；沿顶煤切缝线安装采空侧锁固锚索和Z型锁固托盘；随工作面向前推进，安装膨胀剂的顶板进入采空区，工作面悬顶区域的基本顶上侧拉应力显著增大，加之膨胀剂膨胀力的双重作用，基本顶沿膨胀致裂后的裂缝断裂并垮落，直接切断了实体煤与采空区上覆基本顶结构及力学联系；
步骤4）在邻侧的待综放开采煤体区域开掘沿空煤巷并安装煤柱侧肩窝稳固锚索和异形四边形托盘，巷道顶煤和煤柱处于基本顶悬臂梁稳定结构的保护之下；煤柱侧肩窝稳固锚索和异形四边形托盘与邻侧工作面开采时的采空侧锁固锚索及Z型锁固托盘形成互锁结构，同时配合传统支护，并充分利用上一区段回采巷道遗留锚杆及上一区段回采巷道钢带，最终构建了综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构，并实现安全回采。
进一步的，步骤1）中，膨胀致裂钻孔距非回采帮距离为a 1，a 1为15cm~25cm。
进一步的，步骤1）中，所述膨胀致裂钻孔与铅锤方向的夹角为-10°~10°；所述膨胀致裂钻孔间距为b，膨胀致裂钻孔的致裂范围为整个基本顶和较为坚硬的厚直接顶；膨胀致裂钻孔间距b的设置分为三种类型：
1）基本顶厚度不大于6m且单轴抗压强度不大于40MPa时，膨胀致裂钻孔间距b为1.6m~3m；
2）基本顶厚度为6m~12m且单轴抗压强度40MPa~60MPa时，膨胀致裂钻孔间距b为1m~1.6m；
3）基本顶厚度不小于12m且单轴抗压强度不小于60MPa时，膨胀致裂钻孔间距b为0.4m~1m。
进一步的，步骤2）中，所述抗拉锚索的由里端向外依次安装有圆台式挡盘、膨胀剂、封孔剂、圆台式挡盘、锚具、凹槽帽以及安装杆；位于里端的圆台式挡盘与锚索端头的距离为c，即锚固区的锚固长度为c，锚固区处于基本顶上覆的软岩层中；所述膨胀剂和封孔剂为中空圆柱体形状，能够串在抗拉锚索上。
更进一步的，所述的封孔剂的封孔长度f主要有三类：
1）当直接顶的单轴抗压强度不小于30MPa且厚度不小于4m时，膨胀剂膨胀致裂范围p为整层基本顶以及直接顶厚度的20%~50%，封孔剂处于直接顶范围内，封孔长度f为10cm~20cm；
2）当直接顶的单轴抗压强度不小于20MPa且厚度不大于4m时，膨胀剂膨胀致裂范围为整层基本顶，封孔剂处于直接顶范围内，封孔长度f为10cm~20cm；
3）当直接顶的单轴抗压强度不大于20MPa时且裂隙较多不具备封孔条件时，膨胀剂膨胀致裂范围为整层基本顶，封孔剂处于基本顶的下部，封孔长度f为25cm~35cm，即膨胀致裂钻孔的膨胀段长度p与封孔长度f的和为基本顶厚度。
更进一步的，所述的凹槽帽与圆台式挡盘尺寸匹配，所述的圆台式挡盘中部有抗拉锚索通道，所述的凹槽帽中部有凹槽、凹槽帽的抗拉锚索通道及锚具槽。
更进一步的，所述的安装杆的中部为安装杆的抗拉锚索通道，一端头为安装杆对接头，另一端为安装杆对接孔。
更进一步的，所述的锚固长度c为10cm~30cm。
进一步的，步骤3）中所述的采空侧锁固锚索的距离e为1.5m~3.5m；所述的采空侧锁固锚索与铅锤线的夹角优选的为40°~60°；顶煤切缝线距非回采帮煤体距离a 2为5cm~10cm。
进一步的，步骤4）中，所述的煤柱的宽度m不大于4.5m；所述的煤柱侧肩窝稳固锚索与铅锤线的夹角为40°~60°；所述的Z型锁固托盘包括圆锥形托盘主体和延长部，圆锥形托盘主体的顶角为90度，延长部连接于与圆锥形托盘主体的底面，且与圆锥形托盘主体的锥面垂直，延长部穿入至顶煤切缝线内。
有益效果
本发明的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，具有以下有益效果：1）厚及特厚煤层综放沿空巷道处于基本顶悬臂梁稳定结构的保护之下，厚层巷道顶煤及煤柱不受上覆断裂基本顶块体的回转下沉活动的影响，所以综放沿空煤巷的巷道顶煤与煤柱是稳定的；
2）开掘沿空煤巷前在回采巷道一侧布置的采空侧锁固锚索并配合Z形锁固托盘可以有效防止基本顶断裂过程中大范围扰动邻侧的顶煤垮落，为沿空掘巷构建稳定的顶板和煤柱围岩环境服务；开掘沿空煤巷阶段布置煤柱侧肩窝稳固锚索并配合异形四边形托盘进一步增强煤柱及顶煤的稳定性；尤其是采空侧锁固锚索并配合Z形锁固托盘与煤柱侧肩窝稳固锚索并配合异形四边形托盘形成交叉互锁结构，更加有利于实现综放沿空煤巷顶板和煤柱的稳定；
3）工作面端部采空区侧上覆基本顶悬板结构上侧拉应力最大，并与膨胀剂的膨胀力双重叠加，更易实现基本顶被致裂切断。可见，本发明的方法安全高效，有效利用了膨胀致裂和围岩应拉应力力相结合的方法并在采空区进行致裂基本顶，最强致裂效果阶段不在回采巷道超前工作面区域的工作空间内而在采空区，这有效避免了厚顶煤甚至是高瓦斯矿井条件下利用传统的***切顶方法易产生的大面积顶煤离层冒顶灾害事故且易发生瓦斯灾害事故的问题；
4）膨胀致裂钻孔内采用抗拉锚索与圆台式挡盘配合封孔，这样不仅封孔效果好，而且显著减小了封孔长度，封孔长度减小则使得致裂范围增大，致裂效果会更加的优越，同时抗拉锚索作为导向棒更方便实现膨胀剂与封孔剂的安装，确保膨胀剂和封孔剂安装到位，同时膨胀致裂钻孔进行了割微缝，这有效实现了定向高效致裂；
5）由于煤柱处于基本顶悬臂梁稳定结构的保护之下，煤柱基本不承担覆岩载荷，所以可进一步减小煤柱宽度，可实现1.5m~4.5m窄煤柱综放沿空煤巷的稳定控制，比传统的综放沿空煤巷采用的6m~10m煤柱沿空掘巷的煤柱宽度小的多，这样不仅使得沿空掘巷围岩处于侧向压力更低的位置，而且进一步提高煤炭资源回收率，可显著增强社会效益和经济效益；
6）具有重要的应用和推广价值。
附图说明
图1为本发明的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建过程平面示意图。
图2为本发明的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构构建完成的平面示意图。
图3为图1中的I-I剖面示意图。
图4为图1中的II-II剖面示意图。
图5为图1中的III-III剖面示意图。
图6为图1中的IV-IV剖面示意图。
图7为图2中的V-V剖面示意图，只展示本发明的支护结构。
图8为图2中的V-V剖面示意图，不仅有本发明的支护结构且有传统支护结构。
图9为圆台式挡盘19a立体示意图。
图10为图9中圆台式挡盘19a的主视图。
图11为图9中圆台式挡盘19a的VI-VI剖面图。
图12为凹槽帽26立体示意图。
图13为图12中凹槽帽26的VII-VII剖面示意图。
图14为安装杆示意图。
图15为图14安装杆的VIII-VIII剖面示意图。
图16为Z形锁固托盘的放大图。
图中标记如下：1-膨胀致裂钻孔，2-割微缝，3-顶煤切缝线，5-膨胀致裂后基本顶断裂线，6-其它区域基本顶断裂线，7-回采巷道，8-回采工作面，9-支架，10-待综放开采煤体，10a-沿空掘巷，11-煤柱，11a-沿空掘巷的支护锚杆，11b-沿空掘巷的锚杆用钢带，12-工作面推进方向，13-软岩层，14-基本顶，14a-断裂基本顶块体，14b-基本顶悬臂梁稳定结构，15-直接顶，16-煤层，16a-端头遗煤，16b-巷道顶煤，17-采空侧锁固锚索，17a-Z形锁固托盘，18-锚固区，19-抗拉锚索，19a-圆台式挡盘、19b-抗拉锚索通道，19c-锚具，20-膨胀剂，21-封孔剂，24-煤柱侧肩窝稳固锚索，24a-异形四边形托盘，25-上一区段回采巷道遗留锚杆，25a-上一区段回采巷道钢带，26-凹槽帽，26a-安装杆对接孔，26b-凹槽，26c-凹槽帽的抗拉锚索通道，26d-锚固槽，27-安装杆，27a-安装杆的抗拉锚索通道，27b-安装杆对接头，27c-安装杆对接孔，a 1-膨胀孔距非回采帮距离，a 2-顶煤切缝线距非回采帮距离，a 3-顶煤切缝线与致裂膨胀距离，c-锚固长度，p-膨胀致裂钻孔的膨胀段长度，f-封孔长度，m-煤柱宽度，l 1-悬顶区基本顶承受膨胀力与拉应力叠加阶段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明，以下实施例用来说明本发明，但是并不限制本发明的范围。
在附图中，一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，包括以下步骤：
步骤1）如图1、3所示，在超前综放开采工作面的回采巷道7靠近非回采帮侧顶板布置膨胀致裂钻孔1，膨胀孔距非回采帮煤体距离a 1为15cm~25cm；并对钻孔对称割微缝2，各膨胀致裂钻孔1割微缝2的连线平行于工作面推进方向；所述膨胀致裂钻孔1与铅锤方向的夹角为-10°~10°；所述膨胀致裂钻孔1间距为b，膨胀致裂钻孔1的致裂范围为整个基本顶14和较为坚硬的厚直接顶；膨胀致裂钻孔1间距b的设置分为三种类型：
1）基本顶厚度不大于6m且单轴抗压强度不大于40MPa时，膨胀致裂钻孔1间距b为1.6m~3m；
2）基本顶厚度为6m~12m且单轴抗压强度40MPa~60MPa时，膨胀致裂钻孔1间距b为1m~1.6m；
3）基本顶厚度不小于12m且单轴抗压强度不小于60MPa时，膨胀致裂钻孔1间距b为0.4m~1m。
步骤2）如图5所示，在膨胀致裂钻孔1内安装抗拉锚索19、圆台式挡盘19a、膨胀剂20及封孔剂21；所述抗拉锚索19的由里端向外依次安装有圆台式挡盘19a、膨胀剂20、封孔剂21、圆台式挡盘19a、锚具、凹槽帽26以及安装杆27；位于里端的圆台式挡盘19a与锚索端头的距离为锚固区18，锚固长度c为10cm~30cm，锚固区18处于基本顶14上覆的软岩层13中，实现膨胀剂从基本顶14的上侧面开始施加膨胀力，由于基本顶14上侧面的拉应力最大，且在膨胀剂20膨胀力的双重作用下，易实现基本顶沿着膨胀孔发生裂缝扩展，并形成膨胀致裂后的基本顶断裂线5，有效切断基本顶14；
所述膨胀剂20和封孔剂21为中空圆柱体形状，能够串在抗拉锚索19上，所述的封孔剂21的封孔长度f主要有三类：
1）当直接顶15的单轴抗压强度不小于30MPa且厚度不小于4m时，膨胀剂膨胀致裂范围p为整层基本顶14以及直接顶15厚度的20%~50%，封孔剂21处于直接顶15范围内，封孔长度f为10cm~20cm；
2）当直接顶15的单轴抗压强度不小于20MPa且厚度不大于4m时，膨胀剂膨胀致裂范围为整层基本顶14，封孔剂21处于直接顶15范围内，封孔长度f为10cm~20cm；
3）当直接顶15的单轴抗压强度不大于20MPa时且裂隙较多不具备封孔条件时，膨胀剂膨胀致裂范围为整层基本顶14，封孔剂21处于基本顶14的下部，封孔长度f为25cm~35cm，即膨胀致裂钻孔的膨胀段长度p与封孔长度f的和为基本顶14厚度。
如图9、10、11所示，所述的凹槽帽26与圆台式挡盘19a尺寸匹配，所述的圆台式挡盘19a中部有抗拉锚索通道19b；如图12、13所示，所述的凹槽帽26中部有凹槽26b、凹槽帽26的抗拉锚索通道26c及锚具槽26d。
如图14、15所示，所述的安装杆27的中部为安装杆的抗拉锚索通道27a，一端头为安装杆对接头27b，另一端为安装杆对接孔27c。
步骤3）如图1、4、6所示，对非回采帮侧的巷道厚顶煤16b进行水力、机械或密集钻孔切缝，形成顶煤切缝线3，顶煤切缝线距非回采帮距离a 2为5cm~10cm；沿顶煤切缝线3安装采空侧锁固锚索17和Z型锁固托盘17a，采空侧锁固锚索17的距离e为1.5m~3.5m；所述的采空侧锁固锚索17与铅锤线的夹角优选的为40°~60°；随工作面向前推进，安装膨胀剂20的顶板进入采空区，工作面悬顶区域的基本顶14上侧拉应力显著增大，加之膨胀剂20膨胀力的双重作用，基本顶14沿膨胀致裂后基本顶断裂线5断裂并垮落，直接切断了实体煤与采空区上覆基本顶结构及力学联系，如图1所示，对应支架9的部位为悬顶区基本顶承受膨胀力与拉应力叠加阶段l 1；
步骤4）如图2、7、8所示，在邻侧的待综放开采煤体10区域进行沿空掘巷10a并安装煤柱11侧肩窝稳固锚索24和异形四边形托盘24a，巷道顶煤16b和煤柱11处于基本顶悬臂梁稳定结构14b的保护之下，并与邻侧工作面开采时的采空侧锁固锚索17及Z型锁固托盘17a与煤柱侧肩窝稳固锚索24及异形四边形托盘24a形成互锁结构，同时配合传统支护28并充分利用上一区段回采巷道遗留锚杆25及上一区段回采巷道钢带25a，最终构建了综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构，并可实现安全回采；所述的煤柱的宽度m为4m；所述的煤柱侧肩窝稳固锚索24与铅锤线的夹角为40°~60°；如图16所示，所述的Z型锁固托盘17a包括圆锥形托盘主体17a-1和延长部17a-2，圆锥形托盘主体17a-1的顶角为90度，延长部17a-2连接于圆锥形托盘主体17a-1的底面，且与圆锥形托盘主体17a-1的锥面垂直，延长部17a-2穿入至顶煤切缝线3内。
实施例1
一开采煤层厚度为9m，基本顶厚且坚硬，采用综放开采，利用本发明的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，如图1-15所示，实现综放沿空煤巷稳定可靠，最终工作面安全回采。
具体实施方法及步骤为：
步骤一：如图1、3所示，在超前综放回采工作面8的回采巷道7布置膨胀致裂钻孔1，膨胀钻孔距非回采帮煤体距离a 1为20cm，膨胀致裂钻孔1间距为b，膨胀致裂钻孔1的致裂范围为整个基本顶14；
步骤二：如图1所示，对膨胀致裂钻孔1两侧割微缝2，各钻孔割微缝2的连线平行于工作面推进方向12，以实现膨胀致裂钻孔的定向高效致裂；
步骤三：如图5、1-11、14-15所示，在膨胀致裂钻孔1内安装带有圆台式挡盘19a的抗拉锚索19，锚固区18的锚固长度c为18cm，接着采用安装杆27和凹槽帽26安装膨胀剂20、封孔剂21及底部的圆台式挡盘19a，其中封孔剂21的封孔长度f为20cm；所述的膨胀剂20和封孔剂21为中空圆柱体形状，即可串在抗拉锚索19上，以实现高效安装；所述的凹槽帽26与圆台式挡盘19a尺寸匹配，以实现高效安装；
步骤四：如图1、4、6所示，在已经安装膨胀剂孔的一侧，对非回采帮侧的厚巷道顶煤16b对厚顶煤进行水力、机械或密集钻孔切缝，顶煤切缝线距非回采帮煤体距离a 2为10cm，切缝后在顶煤切缝线3处每间隔一段距离e安装采空侧锁固锚索17，e为0.9m，采空侧锁固锚索17的长度为9m，与铅锤方向线的夹角为50°，并结合Z形锁固托盘17a防止顶板大面积垮落；随工作面向前推进，安装膨胀剂的顶板进入采空区，工作面端部悬顶区的基本顶上侧拉应力显著增大，加之膨胀剂20的膨胀压力作用下，基本顶14沿割缝线断裂并垮落，直接切断了实体煤与采空区上覆基本顶力学上的联系；从图6上可以看出，基本顶14分割成两个部分，垮落的一侧为断裂基本顶块体14a,且煤层16被采空后剩下端头遗煤16a;而位于邻侧待综放开采煤体10上方的基本顶为基本顶悬臂梁稳定结构14b；
步骤五：如图2、7、8所示，在邻侧待综放开采煤体10区域进行沿空掘巷10a，煤柱的宽度m为4m；在进行沿空掘巷的过程中，利用传统支护28对巷道进行支护，包括在巷道的两帮及巷道顶设置沿空掘巷的支护锚杆11a以及沿空掘巷的锚杆用钢带11b；巷道顶煤16b和煤柱11处于基本顶悬臂梁稳定结构14b的保护之下，容易实现安全控制；布置煤柱侧肩窝稳固锚索24，煤柱侧肩窝稳固锚索24与铅锤线的夹角为50°，配合异形四边形托盘24a，与邻侧工作面开采时的采空侧锁固锚索17形成互锁结构，同时配合传统支护28并充分利用上一区段回采巷道遗留锚杆25及上一区段回采巷道钢带25a，最终构建了综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱，并实现安全回采。
Claims (10)
1.一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）在超前综放开采工作面的回采巷道靠近非回采帮侧顶板布置膨胀致裂钻孔，并对钻孔对称割微缝，各膨胀致裂钻孔割微缝的连线平行于工作面推进方向；
步骤2）在膨胀致裂钻孔内安装抗拉锚索，所述抗拉锚索的由里端向外依次安装有圆台式挡盘、膨胀剂、封孔剂、圆台式挡盘、锚具、凹槽帽以及安装杆；位于里端的圆台式挡盘与锚索端头的距离为锚固区，锚固区处于基本顶上覆的软岩层中，实现膨胀剂从基本顶的上侧面开始施加膨胀力，由于基本顶上侧面的拉应力最大，且在膨胀剂膨胀力的双重作用下，易实现基本顶沿着膨胀致裂孔发生裂缝扩展，并形成膨胀致裂后基本顶断裂线，有效切断基本顶；
步骤3）对非回采帮侧的巷道厚顶煤进行水力、机械或密集钻孔切缝，形成顶煤切缝线；沿顶煤切缝线安装采空侧锁固锚索和Z型锁固托盘；随工作面向前推进，安装膨胀剂的顶板进入采空区，工作面悬顶区域的基本顶上侧拉应力显著增大，加之膨胀剂膨胀力的双重作用，基本顶沿膨胀致裂后的裂缝断裂并垮落，直接切断了实体煤与采空区上覆基本顶结构及力学联系；
步骤4）在邻侧的待综放开采煤体区域开掘沿空煤巷并安装煤柱侧肩窝稳固锚索和异形四边形托盘，巷道顶煤和煤柱处于基本顶悬臂梁稳定结构的保护之下；煤柱侧肩窝稳固锚索和异形四边形托盘与邻侧工作面开采时的采空侧锁固锚索及Z型锁固托盘形成互锁结构，同时配合传统支护，并充分利用上一区段回采巷道遗留锚杆及上一区段回采巷道钢带，最终构建了综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构，并实现安全回采。
2.根据权利要求1所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，步骤1）中，膨胀致裂钻孔距非回采帮距离a 1为15cm~25cm。
3.根据权利要求1所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，步骤1）中，所述膨胀致裂钻孔与铅锤方向的夹角为-10°~10°；所述膨胀致裂钻孔间距为b，膨胀致裂钻孔的致裂范围为整个基本顶和较为坚硬的厚直接顶；膨胀致裂钻孔间距b的设置分为三种类型：
1）基本顶厚度小于6m且单轴抗压强度小于40MPa时，膨胀致裂钻孔间距b为1.6m~3m；
2）基本顶厚度为6m~12m且单轴抗压强度40MPa~60MPa时，膨胀致裂钻孔间距b为1m~1.6m；
3）基本顶厚度大于12m且单轴抗压强度大于60MPa时，膨胀致裂钻孔间距b为0.4m~1m。
4.根据权利要求1所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，步骤2）中，位于里端的圆台式挡盘与锚索端头的距离为c，即锚固区的锚固长度为c，所述膨胀剂和封孔剂为中空圆柱体形状，能够串在抗拉锚索上。
5.根据权利要求1所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，封孔剂的封孔长度f主要有三类：
1）当直接顶的单轴抗压强度不小于30MPa且厚度不小于4m时，膨胀剂膨胀致裂范围p为整层基本顶以及直接顶厚度的20%~50%，封孔剂处于直接顶范围内，封孔长度f为10cm~20cm；
2）当直接顶的单轴抗压强度不小于20MPa且厚度不大于4m时，膨胀剂膨胀致裂范围为整层基本顶，封孔剂处于直接顶范围内，封孔长度f为10cm~20cm；
3）当直接顶的单轴抗压强度不大于20MPa时且裂隙较多不具备封孔条件时，膨胀剂膨胀致裂范围为整层基本顶，封孔剂处于基本顶的下部，封孔长度f为25cm~35cm，即膨胀致裂钻孔的膨胀段长度p与封孔长度f的和为基本顶厚度。
6.根据权利要求4所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，所述的凹槽帽与圆台式挡盘尺寸匹配，所述的圆台式挡盘中部有抗拉锚索通道，所述的凹槽帽中部有凹槽、凹槽帽的抗拉锚索通道及锚具槽。
7.根据权利要求5所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，所述的安装杆的中部为安装杆的抗拉锚索通道，一端头为安装杆对接头，另一端为安装杆对接孔。
8.根据权利要求4所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，所述的锚固长度c为10cm~30cm。
9.根据权利要求1所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，步骤3）中所述的采空侧锁固锚索的距离e为1.5~3.5m；所述的采空侧锁固锚索与铅锤线的夹角为40°~60°；顶煤切缝线距非回采帮煤体距离a 2为5cm~10cm。
10.根据权利要求1所述的一种综放沿空煤巷稳定顶板-煤柱结构的构建方法，其特征在于，步骤4）中，所述的煤柱宽度m不大于4.5m；所述的煤柱侧肩窝稳固锚索与铅锤线的夹角为40°~60°；所述的Z型锁固托盘包括圆锥形托盘主体和延长部，圆锥形托盘主体的顶角为90度，延长部连接于与圆锥形托盘主体的底面，且与圆锥形托盘主体的锥面垂直，延长部穿入至顶煤切缝线内。
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