綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法
2023-04-30 08:20:16
專利名稱：綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法
技術領域：
本發明涉及採煤巷道支護工程方法，具體涉及一種適用於使用綜合機械化作業的
中厚煤層開採的綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法，在開採過程中控制順槽巷 道頂板，實現順槽沿空留巷。
背景技術：
沿空留巷是通過加強支護或者巷旁支護，將上一區段的運輸平巷保留下來作為下 區段的迴風平巷使用。作為一種無煤柱護巷技術，沿空留巷是合理的開發現有煤炭資源、提 高煤炭資源採出率的一種有效途徑；採用這種方法，可以大大減少礦井巷道掘進量、緩解採 掘接替緊張、縮短工作面搬家時間、防止發火及延長礦井服務年限等，具有明顯的技術優勢 和經濟效益。沿空留巷一般適應於開採緩傾斜和傾斜的薄煤層及中厚煤層。具體方法主要 有 (1)砌築矸石帶。隨著回採工作面的推進，在巷道上幫砌築若干米寬的矸石帶，以 便維護區段運輸巷。 (2)支設密集支柱或木垛。在巷道上幫靠近採空區處，隨著工作面的推進，及時支 設單排或雙排的密集支柱或木垛。 (3)加固原巷道的金屬支架。隨著工作面的推進，保持工作面足夠超前距離，在運 輸巷的金屬支架中支設中柱，回掉上幫腿，並沿走向支設託梁，託住金屬棚梁，維護好端頭， 以便工作面輸送機頭向前移。當輸送機移過後，在工作面後方再支設上幫腿，並在金屬支架 之間靠採空區一側支設密集支柱，掛笆擋矸，然後放頂。 (4)採用硬石膏充填帶，也稱為旁巷支護。在巷道靠近採空區一側，採用天然的或 人工硬石膏(硫酸鈣)，與速凝水泥作剛性充填帶，這樣既可支撐頂板維護巷道，又可隔離 採空區。旁巷支護體強度高，沒有可壓縮量，造成原巷道變形大，通風斷面減小，臥底工作量 很大。 以上是沿空留巷支護現有的主要方法，支護支架都採用走向布置方式，這些傳統 方式都存在著"U"型通風方式、支護工藝繁瑣、支護效果差、耗用人力多、勞動強度大、巷道 變形嚴重難以進行恢復施工的問題。
發明內容
本發明公開了一種綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法("留巷大縮量 支架"簡稱"支架"，以下同)，即支架全斷面連續支護方法，解決上述難題，具有很好的應用 效果。 本發明為了解決通風、杜絕瓦斯危害，採用"Y"型通風方式，即在回採過程中軌道 順槽不隨開採垮落，將軌道順槽留出做為迴風巷直接通邊界迴風巷，採用"兩進一回"的方 式通風。
具體施工工藝技術方案是
3
(1)綜採工作面所有設備先進入開切眼安裝完畢，具備開機生產條件。
(2)工作面支架的安裝基準線伸出煤壁的尺寸，不大於工作面支架寬度的1/2 ; (3)直接採用支架支護巷道，一組支架由四立柱、整體開天窗頂梁和不封底支撐底
座構成；將處於工作面的第一組支架的安裝中線作為工作面支架的中線，安裝工作面支架。
(4)每組支架由工作面軌道順槽整體運入安裝位置，支架安裝中線應平行於工作
面，隨著支架安裝立即設置支撐巷道頂板，達到初撐力；相鄰的每組支架的相同位置的立柱
的間距不大於每組支架寬度的1. 5倍。 (5)安裝支架由第一組支架開始連續安裝至軌道順槽超前工作面距離不短於3 0 米 35米處，通常控制在3 0米，超出35米範圍應按照工作面超前支護設計確定。
(6)隨工作面的開採推進，不間斷安裝支架；先安裝的支架逐步進入採空區範圍 後保證達到額定工作阻力，並隨頂板緩慢下沉。 (7)當工作面開採推進長度大於工作面長度的1. 5 2. 5倍時，通常控制在1. 5 倍，在採區迴風巷道開始從支架撤出方向撤出支架，撤出的支架在支架進入方向繼續進入 軌道順槽，在工作面超前支護中循環使用；支架回收與工作面開採同步進行。
本發明的有益之處在於 ①由於留巷直接採用液壓支架傾向布置支護巷道，此技術有效提高了巷道支護強 度高、活柱縮量大，減少了巷道維護量；因此解決了原來施工中留巷巷道變形量大、難以維 護的技術難題。 ②由於採用了高強支架，留巷支架留下足夠的空間，工作人員可以直接在支架內 施工，更重要的是保證了施工人員的人身安全，減少了事故。 ③由於支架在採空區範圍留巷保留足夠的長度，留巷巷道穩定後可由邊界迴風巷 拆除回收，因此支架可進行循環使用。 ④由於支架按照工作面超前支護，支架的拆除回收可與工作面開採推進同步進 行，不影響生產。 ⑤由於支護支架在留巷巷道穩定以後拆除，便於掘進施工儘快恢復巷道；解決了 留巷恢復施工中需要進行臥底挑頂工作，工作量大、施工難度大、危險性大等難題。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步描述。
圖1是綜採工作面沿空留巷支架支護布置示意圖；
圖2是綜採工作面沿空留巷支架支護布置示意圖B-B剖面圖。
圖1和圖2主要說明了支架的布置方式及位置。 附圖標註工作面支架1、工作面支架寬度2、工作面3、安裝中線4、安裝基準線5、 煤壁6、支架進入方向7、支架8、立柱9、至採區邊界迴風巷10、支架撤出方向11、風障12、充 填區13、絞接點14。
具體實施例方式
本採煤巷道支護工程直接採用支架及傾向布置支護巷道工藝。 所謂支架是特殊設計的液壓大縮量支撐式支架，每組由四立柱、整體開天窗頂梁和不封底底座構成；支架長X寬=3. 5m X 1. 5m，高度1. 7m 3. 2m，活柱縮量1. 6m以上， 工作阻力3500kN左右。 如圖1所示首先進行綜採前準備工作。在工作面3將所有設備包括工作面支架 1、運輸機等先進入開切眼進行安裝；工作面支架1的安裝基準線5伸出煤壁6的尺寸，不大 於工作面支架寬度2的1/2 ;將處於工作面3後面的第一組支架8的安裝中線4作為工作 面支架1的中線；工作面支架1的下方安裝運輸機，設備安裝完畢，具備了開機生產條件。
採用支架8布置支護巷道。每組支架8由工作面3的軌道順槽沿支架進入方向7 整體運達安裝位置；支架8按其安裝中線4平行於工作面3進行安裝，隨著支架8的安裝， 同時立即設置支撐巷道頂板，達到初撐力，每組支架8的相同位置的立柱1 4的間距不大於 每組支架寬度的1. 5倍，也就是每組支架8寬度基本是2米，如果相鄰兩組支架8之間靠緊， 那麼每組支架8的相同位置的立柱1 4的間距也是2米；如果相鄰兩組支架8之間存間隔， 那麼每組支架8的相同位置的立柱1 4的間距也不得超過3米。 安裝支架8是由第一組支架8開始連續安裝至軌道順槽超前工作面3距離不短於 30米 35米處，通常控制在30米處，在綜採生產中安裝支架8的進度應與工作面3的向前 推進同步，即隨開採工作面3向前推進，不間斷向前安裝支架8 ;對於超出35米的距離範圍 應按照工作面超前支護設計確定。 隨著工作面3向前推進，第一組支架8及先安裝的支架8等逐漸進入採空區範圍， 仍保證達到額定工作阻力，並隨頂板緩慢下沉，由於支架8的縮量大，可達到1. 6m以上，可 以適應留巷比較大的頂板下沉量；避免了使用單體支護由於縮量不夠，頻繁更換單體的問 題。 當開採推進距離大於工作面3長度的1. 5 2. 5倍時，通常控制在1. 5倍時，支架 8在採空區的留巷巷道已經穩定，可以在至採區迴風巷道10—側開始從支架撤出方向11撤 出支架8，撤出的支架8搬運到支架進入方向7繼續進入工作面3的軌道順槽，在工作面3 超前支護中循環使用。
權利要求
一種綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法，其特徵在於具體工藝方案如下(1)綜採工作面所有設備先進入開切眼安裝完畢，具備開機生產條件。(2)工作面支架的安裝基準線伸出煤壁的尺寸，不大於工作面支架寬度的1/2；(3)直接採用支架支護巷道，一組支架由四立柱、整體開天窗頂梁和不封底支撐底座構成；將處於工作面的第一組支架的安裝中線作為工作面支架的中線，安裝工作面支架。(4)每組支架由工作面軌道順槽整體運入安裝位置，支架安裝中線應平行於工作面，隨著支架安裝立即設置支撐巷道頂板，達到初撐力；相鄰的每組支架的相同位置的立柱的間距不大於每組支架寬度的1.5倍。(5)安裝支架由第一組支架開始連續安裝至軌道順槽超前工作面距離不短於30米～35米處。(6)隨工作面的開採推進，不間斷安裝支架；先安裝的支架逐步進入採空區範圍後保證達到額定工作阻力，並隨頂板緩慢下沉。(7)當工作面開採推進長度大於工作面長度的1.5～2.5倍時，在採區迴風巷道開始從支架撤出方向撤出支架，撤出的支架在支架進入方向繼續進入軌道順槽，在工作面超前支護中循環使用；支架回收與工作面開採同步進行。
2. 根據權利要求1所述綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法，其特徵在於 所述(5)安裝支架由第一組支架開始連續安裝至軌道順槽超前工作面距離通常控制在30 米，超出35米範圍應按照工作面超前支護設計確定。
3. 根據權利要求1所述綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法，其特徵在於 所述(7)通常當工作面開採推進長度為工作面長度的1. 5時，在採區迴風巷道開始從支架 撤出方向撤出支架。
全文摘要
本發明公開了一種綜採工作面沿空留巷巷道大縮量支架支護方法即支架全斷面連續支護方法，解決現有技術難題。具體工藝方案是直接採用支架支護巷道，每組支架由工作面開始沿軌道順槽整體連續安裝，安裝至軌道順槽超前工作面距離不短於30米～35米處，並隨工作面的開採推進，不間斷安裝支架；當工作面開採推進長度大於工作面長度的1.5～2.5倍時，在採區迴風巷道開始從支架撤出方向撤出支架，撤出的支架在支架進入方向繼續進入軌道順槽，在工作面超前支護中循環使用。本發明有益之處在於支護強度高、活柱縮量大，減少了巷道維護量；支架可進行循環使用；支架的拆除回收可與工作面開採推進同步進行，不影響生產；便於掘進施工儘快恢復巷道。
文檔編號E21D15/00GK101775991SQ20101001008
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者夏洪春, 宋振騏, 彭林軍, 李偉, 李淑嫻 申請人:大連大學