[實(shí)用新型]利用采空區(qū)冒落矸石構(gòu)筑的沿空留巷支護(hù)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420249511.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203925576U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉寶;趙同彬;譚云亮;劉鵬程;楊富強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F15/04
• 分類號(hào): E21F15/04
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煤礦支護(hù)技術(shù)，尤其涉及復(fù)合頂板傾斜煤層的沿空留巷支護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

沿空留巷是在工作面后方沿采空區(qū)邊界保留一條巷道供下一區(qū)段工作面使用，是煤礦開(kāi)采技術(shù)的一項(xiàng)重大改革。此項(xiàng)技術(shù)不僅減少了巷道的掘進(jìn)量、緩解了采掘接替矛盾，還具有縮短工作面搬家時(shí)間、取消孤島工作面、提高煤炭資源采出率、防止煤層自然發(fā)火及延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用沿空留巷技術(shù)在控制煤礦重大事故災(zāi)害方面也具有巨大的優(yōu)越性。

現(xiàn)行的沿空留巷方法主要是采用密集單柱支護(hù)、矸石袋堆碼支護(hù)及巷旁高水充填支護(hù)為主，留巷效果較好，但對(duì)于復(fù)合頂板傾斜煤層賦存條件，沿空留巷卻很難做到。

與本實(shí)用新型比較相近的技術(shù)是，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN101864987A公開(kāi)的一種大傾角煤層沿空留巷充填墻體的構(gòu)筑方法，在回采工作面后部的留巷側(cè)架設(shè)密集單體支柱，使回采工作面后部的巷道空間保留，沿密集單體支柱架設(shè)防倒戧柱，并在密集單體支柱的靠近采空區(qū)一側(cè)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)與高強(qiáng)纖維布，構(gòu)筑攔截采空區(qū)矸石結(jié)構(gòu)；采空區(qū)冒落矸石沿大傾角底板巖層在自重作用下自行下滑至鋼筋網(wǎng)和高強(qiáng)纖維布組成的阻擋矸石結(jié)構(gòu)，等待矸石堆積到一定程度，對(duì)靠近留巷側(cè)的部分冒落矸石進(jìn)行注漿膠結(jié)加固，形成充填墻體，隨工作面的推進(jìn)，依次循環(huán)，直至完成整個(gè)沿空留巷充填墻體構(gòu)筑。由于它的鋼筋網(wǎng)是沿著煤層底板至煤層頂板全斷面鋪設(shè)的，鋪設(shè)后鋼筋網(wǎng)的頂部和底部在同一立面上，當(dāng)形成矸石墻后，鋼筋網(wǎng)緊貼附于矸石墻表面，鋼筋網(wǎng)的頂部和底部沒(méi)有延伸到矸石墻內(nèi)，降低了巷旁充填墻體的整體性，同時(shí)煤層賦存存在一定傾角，當(dāng)采空區(qū)矸石冒落后，大量冒落的矸石自溜推擠在采空區(qū)一側(cè)，對(duì)巷旁支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的側(cè)向沖擊作用力，使得一次構(gòu)筑的擋矸充填墻體傾斜失穩(wěn)，導(dǎo)致留巷失敗。另外，由于復(fù)合頂板承載能力較弱，松軟易碎，在巷旁支護(hù)體上方容易發(fā)生頂板垮冒，巖層失去承載與傳遞載荷的能力，加大了留巷難度。因此對(duì)于復(fù)合頂板傾斜煤層條件下，該支護(hù)技術(shù)亟需改進(jìn)和發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有沿空留巷方法的不足，本實(shí)用新型提供一種利用采空區(qū)冒落矸石構(gòu)筑的沿空留巷支護(hù)結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的沿空留巷支護(hù)結(jié)構(gòu)是：它是在靠近采空區(qū)側(cè)設(shè)有凹面朝向采空區(qū)的“[”形狀的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)頂部平面固定在采空區(qū)側(cè)的兩排錨桿之間，鋼筋網(wǎng)底部平面錨固在在底板巖石中，鋼筋網(wǎng)內(nèi)堆砌有采空區(qū)自然冒落形成的矸石墻，鋼筋網(wǎng)和矸石墻表面有一層噴漿支護(hù)層，矸石墻中埋設(shè)有帶孔注漿鋼管，通過(guò)注漿鋼管在矸石墻中注有水泥漿液，水泥漿液凝固后，從而沿著巷道在采空側(cè)構(gòu)筑成鋼筋網(wǎng)--鋼管--矸石復(fù)合承載墻體。

本實(shí)用新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法是：

第一步、在掘進(jìn)準(zhǔn)備沿空留巷的采煤巷道時(shí)，對(duì)巷道復(fù)合頂板進(jìn)行錨索、錨桿聯(lián)合支護(hù)，將復(fù)合頂板錨固在堅(jiān)固的堅(jiān)硬頂板上，防止復(fù)合頂板在沿空留巷過(guò)程中跨落；

第二步、隨著煤層回采工作面向前推進(jìn)，在采空區(qū)側(cè)懸掛有鋼筋網(wǎng)，懸掛時(shí)，先將鋼筋網(wǎng)頂部固定在采空區(qū)側(cè)的兩排錨桿之間，此時(shí)，鋼筋網(wǎng)是一個(gè)“「”形，然后緊貼鋼筋網(wǎng)外側(cè)交錯(cuò)布置密集單體液壓支柱和帶有柱帽的防倒戧柱，密集單體液壓支柱和防倒戧柱將鋼筋網(wǎng)向采空側(cè)折疊后壓在復(fù)合頂板上，形成頂部是雙層的形鋼筋網(wǎng)；鋼筋網(wǎng)底部用地錨固定在底板巖石中，從而構(gòu)筑一次巷旁擋矸裝置；

第三步、隨著回采工作面的繼續(xù)向前推進(jìn)，采空區(qū)矸石自然冒落，冒落的矸石沿著底板自溜，并被一次巷旁擋矸裝置的鋼筋網(wǎng)擋住，逐漸堆積直至接近頂板巖石；然后，在靠近煤壁一側(cè)且距離一次巷旁擋矸裝置的一定距離處重新架設(shè)一排交錯(cuò)布置的密集單體液壓支柱和帶有柱帽的防倒戧柱；此時(shí)再回撤一次巷旁擋矸裝置的單體液壓支柱和防倒戧柱，使得一次巷旁擋矸裝置的鋼筋網(wǎng)上部失去阻擋作用，在冒落矸石的側(cè)向力作用下，鋼筋網(wǎng)受力向外擠壓突出，在新設(shè)的密集單體液壓支柱的限制作用下，鋼筋網(wǎng)逐漸變形為“[”形狀，從而構(gòu)筑形成二次巷旁擋矸裝置；

第四步、隨著回采工作面的繼續(xù)向前推進(jìn)，采空區(qū)上方直接頂不斷垮落，冒落的矸石滑落至二次擋矸裝置的“[”形鋼筋網(wǎng)內(nèi)，逐漸堆積并與煤層頂板接觸，形成穩(wěn)定的矸石墻；

第五步、在形成的矸石墻內(nèi)埋設(shè)上、中、下三排帶孔的注漿鋼管，三排注漿鋼管呈梅花狀布置；

在埋設(shè)注漿鋼管的同時(shí)，用噴漿泵向矸石墻噴漿，將鋼筋網(wǎng)和矸石墻表面封閉在一起，形成噴漿支護(hù)層；

第六步、當(dāng)噴漿支護(hù)層凝固后，采用注漿泵對(duì)每個(gè)預(yù)埋的注漿鋼管依次注水泥漿液，漿液凝固穩(wěn)定后，構(gòu)筑成鋼筋網(wǎng)--鋼管--冒落矸石復(fù)合承載墻體；