大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構的製作方法

2023-05-02 13:41:06 1

大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型為大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，包括在巷道內設置的護巷結構和在採煤工作面的超前缺口內設置的護巷結構，巷道內的護巷結構為：在巷道頂板、巷道下幫及巷道上幫的巖體內設置錨索錨杆支護，並在錨杆上設置金屬網形成錨網；巷道下幫及巷道上幫設置液壓支柱對巷道頂板支撐。在超前缺口內設置液壓支柱和密集支垛將超前缺口頂板支撐，在超前缺口底板及超前缺口頂板設置錨杆，並在錨杆上掛設鋼筋網將超前缺口與巷道分隔。本實用新型在巷道內和超前缺口內形成聯合支護結構，在大傾角急傾斜煤層開採工作面能效抵擋採煤工作的強烈振動影響，同時為採煤後的能很好完成無煤柱的沿空留巷。
【專利說明】大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種採煤巷道護巷結構，屬於採煤設施結構領域，尤其是一種在大傾角急傾斜煤層中設置的護巷結構。

【背景技術】
[0002]在採煤過程中，需要在採煤工作面兩側掘巷道用於運輸及通風。為了保證巷道圍巖穩定，巷道掘進後一般都要進行支護。
[0003]沿空留巷是為了讓掘進巷道在這一工段採煤完成後，在相鄰工段的採煤工作中可以繼續使用該巷道，為了讓留巷穩定，在採煤過程中，傳統的辦法為留設煤柱，即每隔一段距離留下一部分煤礦不開採，讓它形成煤柱支撐，保持留巷穩定。
[0004]將煤礦全部開採，不留設煤柱為無煤柱沿空留巷，其優勢為:1.提高煤炭資源回收率，延長礦井服務年限。2.消除煤柱護巷時煤柱上、下方應力集中對開採的不利影響。
[0005]無煤柱沿空留巷需要更好地支護方式，其中主動支護方式能改善巷道圍巖力學性能，以錨杆支護為主，包括錨噴、錨網等。以錨杆和注漿加固為主的積極主動加固形式，如錨注支護等。
[0006]關於沿空留巷:沿空留巷的巷道下幫為未開採的煤體而巷道上幫為採空區。將沿空留巷靠採空區一側的頂板切落下來，消除採空區內的懸頂，將頂板斷裂線推移到巷道外側的採空區內，而巷內頂板一端以煤璧為支撐，而另一端則按巖層斷裂角由下往上斷裂跨落，形成組合式的「懸臂梁」結構，巷道就處於該結構的保護下，巷內支護的主要作用是維持直接頂的完整性，儘量減小直接頂之間和直接頂與老頂之間的離層。
[0007]在沿空留巷的過程中，在採煤工作面處如何布設巷道支護，非常之關健，在採煤過程中，需要在採煤工作面面靠近巷道旁邊先開設超前缺口，超前缺口的高度等於採煤工作面的高度，超前缺口的寬度約為lm，因採煤工作面的採動影響非常大，布設的巷道支護非常關健，一方面要抵消採煤工作的影響，一方面又要為採煤後的沿空留巷作好準備。
實用新型內容
[0008]為了讓巷道能抵擋採煤工作的強烈振動影響，同時為採煤後的沿空留巷作好準備。本實用新型提供了大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構。
[0009]本實用新型的護巷結構包括在巷道內設置的護巷結構，和在採煤工作面的超前缺口內設置的護巷結構，所述的巷道內的護巷結構為:在巷道頂板7-1、巷道下幫7-4及巷道上幫7-3的巖體內設置若干錨索3與若干錨杆2，形成錨索錨杆支護，並在錨杆2上設置金屬網將巷道頂板7-1覆蓋，形成錨網；巷道下幫及巷道上幫設置液壓支柱4對巷道頂板支撐。
[0010]在超前缺口內設置的護巷結構為:設置液壓支柱4和密集支垛5將超前缺口頂板
6-1支撐，在超前缺口底板6-2及超前缺口頂板設置錨杆，並在錨杆上掛設鋼筋網1將超前缺口 6與巷道分隔。
[0011]如上述的大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，具體結構為，在巷道內:錨杆2間距為0.6?lm。錨索3分別在巷道頂板7-1中部及巷道頂板兩側，錨索間距為2.2?2.6m。所述的金屬網設置在鋼帶上，鋼帶設置在錨杆和錨索尾部；巷道下幫7-4的液壓支柱4堅直支撐。巷道上幫液壓支柱的底端安放在巷道上幫與巷道底板7-2夾角處，並向巷道下幫方向傾斜，與底板呈55°?65°夾角。
[0012]在超前缺口內:在超前缺口底板6-2設置錨杆，超前缺口頂板6-1設置錨索及錨杆，鋼筋網1的上邊和下邊掛設在錨杆上並將超前缺口與巷道分隔。液壓支柱和密集支垛設置在距離巷道上幫0.8?1.3m處。鋼筋網設置在距離巷道上幫1?1.4m處。
[0013]如上述的大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，具體結構為，錨杆2長度2.5m,採用直徑20mm的左旋螺紋鋼，錨索3長4?5m。液壓支柱4為單體液壓支柱，或摩擦支柱。所述的鋼筋網1的網面呈波浪形，採用直徑8?12mm的鋼筋編織，其網孔面積為0.3?0.6平方米，鋼筋網上邊與下邊設置有掛耳，掛耳掛設在錨杆上。
[0014]有益效果在於:本實用新型在巷道內和超前缺口內形成聯合支護結構，在傾角為25?50。變化，採高為0.5?3.5m的大傾角急傾斜煤層開採工作面能效抵擋採煤工作的強烈振動影響，同時在採煤後能很好地完成無煤柱的沿空留巷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型支護結構示意圖。

【具體實施方式】
[0016]在大傾角急傾斜薄煤層的巷道掘進過程中進行前期支護，其支護方式為，在巷道頂板7-1、巷道上幫7-3、巷道下幫7-4進行錨索與錨杆支護，並在錨杆2上設置金屬網，將巷道頂板覆蓋，錨杆間距為0.8m，採用長度2.5m且直徑20mm的左旋螺紋鋼錨杆，錨索3布置在巷道頂板中部和兩側，錨索間距為2.4m，靠近巷道上幫7-3處的錨索長5m，堅直設置；中部錨索長4m，垂直於巷道頂板；靠近巷道下幫處錨索長4m，與水平傾角25°，錨索與錨杆上設置W型鋼帶。
[0017]隨著採煤工作面的推進，在採煤工作面前方30m巷道內的巷道上幫和巷道下幫設置單體液壓支柱4 ;巷道上幫單體液壓支柱的底端安放在巷道上幫與巷道底板7-2夾角處，單體液壓支柱向巷道下幫方向傾斜，與底板呈60°夾角。
[0018]在採煤工作面處開設超前缺口 6，在超前缺口距離巷道上幫lm處設置密集支垛5和兩排液壓支柱4將超前缺口頂板6-1進行支撐，在超前缺口底板6-2和超前缺口頂板6-1設置錨杆2，在錨杆上掛鋼筋網1，鋼筋網的網面呈波浪形，採用直徑10mm的鋼筋編織，其網孔面積為0.4平方米，鋼筋網上邊與下邊設置有掛耳，掛耳掛設在錨杆上；鋼筋網掛設方法為，鋼筋網的上邊通過錨杆固定在超前缺口頂板，下邊通過錨杆固定在採煤工作面底板，將超前缺口與巷道分隔。
[0019]大傾角、急傾斜煤層頂板活動特點:
[0020]由於大傾角、急傾斜煤層採空區的頂板的垮落方向是由上往下發展，採空區中上部掉落的矸石沿底板下滑，將採空區下部充填飽滿，因此採空區下部的頂板不會垮落，雖斷裂但會受矸石的支承作用而處於穩定狀態。
[0021]對於巷道頂板，由於原生結構面和礦壓裂隙的影響，可能造成離層和冒落，因此這部分直接頂的載荷應由支護物全部承擔，其支護理念和原則是維持直接頂的完整性，儘量減少直接頂之間和直接頂與老頂之間的離層，使直接頂與老頂同步運動，因此應支、護並重，因此本實用新型採用主動的聯合的支護方式。
[0022]由於採動影響非常強烈，必須採取有效的支護結構，本實用新型的支護包括巷道內的錨網支護，錨網支護是非常有效的柔性支護，同時配合巷道上幫的液壓支柱支護和巷道下幫的液壓支柱支護所形成剛性支護，成為非常合理的聯合支護。超前缺口內的密集支垛5為木架搭接而成，其支撐面廣，收縮性大，張力大，可以很好地抵抗採動影響。超前缺口內的液壓支柱4對超前缺口頂板6-1形成強有力的支撐。超前缺口內錨杆起兩處作用，一是錨杆打入巖體，形成對巖體的支護，二是錨杆用於掛設鋼筋網1，鋼筋網的網面呈波浪形，在砰石垮落滑動向下時，被鋼筋網擋在採空區內，波浪形能更好吸收矸石的衝擊。
[0023]隨著採空區下部冒落矸石的逐漸壓實，老頂巖梁彎曲、斷裂並迴轉下沉，與緩斜近水平煤層相比，傾斜下部老頂的斷裂跨度大、在採空區的迴轉下沉量小，老頂取得平衡，沿空留巷完成。
【權利要求】
1.大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，包括在巷道內設置的護巷結構，和在採煤工作面的超前缺口內設置的護巷結構，其特徵在於， 所述的巷道內的護巷結構為:在巷道頂板(7-1)、巷道下幫(7-4)及巷道上幫(7-3)的巖體內設置若干錨索(3)與若干錨杆(2)，形成錨索錨杆支護，並在錨杆(2)上設置金屬網將巷道頂板(7-1)覆蓋，形成錨網；巷道下幫及巷道上幫設置液壓支柱(4)對巷道頂板支撐； 在超前缺口內設置的護巷結構為:設置液壓支柱(4)和密集支垛5將超前缺口頂板(6-1)支撐，在超前缺口底板(6-2)及超前缺口頂板設置錨杆，並在錨杆上掛設鋼筋網(I)將超前缺口(6)與巷道分隔。
2.如權利要求1所述的大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，其特徵在於,在巷道內:錨杆(2)間距為0.6?Im ;錨索(3)分別在巷道頂板(7-1)中部及巷道頂板兩側，錨索間距為2.2?2.6m ;所述的金屬網設置在鋼帶上，鋼帶設置在錨杆和錨索尾部；巷道下幫(7-4)的液壓支柱(4)堅直支撐；巷道上幫液壓支柱的底端安放在巷道上幫與巷道底板(7-2)夾角處，並向巷道下幫方向傾斜，與底板呈55°?65°夾角； 在超前缺口內:在超前缺口底板(6-2)設置錨杆，超前缺口頂板￠-1)設置錨索及錨杆，鋼筋網(I)的上邊和下邊掛設在錨杆上並將超前缺口與巷道分隔；液壓支柱和密集支垛設置在距離巷道上幫0.8?1.3m處；鋼筋網設置在距離巷道上幫I?1.4m處。
3.如權利要求1所述的大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，其特徵在於，錨杆(2)長度2.5m,採用直徑20mm的左旋螺紋鋼，錨索(3)長4?5m。
4.如權利要求1所述的大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，其特徵在於，液壓支柱(4)為單體液壓支柱，或摩擦支柱。
5.如權利要求1所述的大傾角急傾斜煤層無煤柱留巷採煤工作面護巷結構，其特徵在於，所述的鋼筋網(I)的網面呈波浪形，採用直徑8?12mm的鋼筋編織，其網孔面積為.0.3?0.6平方米，鋼筋網上邊與下邊設置有掛耳，掛耳掛設在錨杆上。
【文檔編號】E21D20/00GK204060745SQ201420544570
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】唐建新, 楊純華, 霍人中 申請人:四川達竹煤電(集團)有限責任公司