[發(fā)明專利]一種用于沿空巷道煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710235065.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN108691559A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝生榮;岳帥帥;郜明明;陳冬冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21D20/02
• 分類號(hào): E21D20/02
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 秦力軍

本發(fā)明公開了一種用于沿空巷道煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制方法，主要包括箱梁立柱結(jié)構(gòu)的混凝土墻、與頂?shù)装暹B接的豎直錨索系統(tǒng)、與煤柱幫連接的錨桿箱梁系統(tǒng)、帶壓充填袋、注漿錨索滯后高壓注漿加固。混凝土墻是在煤柱幫邊緣澆筑一個(gè)以箱梁立柱為主體結(jié)構(gòu)的混凝土墻，強(qiáng)化對(duì)頂板支撐作用；豎直錨索系統(tǒng)是由分別錨固在頂?shù)装鍍筛^索連接，并被澆筑在混凝土墻內(nèi)，使得混凝土墻與頂?shù)装暹B接穩(wěn)固；錨桿箱梁系統(tǒng)由兩根錨固在煤柱幫的錨桿與布置在混凝土墻外錨桿箱梁連接，使得混凝土墻與煤柱幫形成整體；帶壓充填袋可對(duì)頂板提供一定的初撐力；在混凝土墻完成后對(duì)煤柱幫進(jìn)行高壓注漿可提升煤柱承載能力，與混凝土墻共同承擔(dān)載荷，實(shí)現(xiàn)沿空巷道煤柱幫的剛?cè)釁f(xié)同控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于沿空巷道煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭資源高需求與低儲(chǔ)量的矛盾愈加嚴(yán)重。我國(guó)煤礦從節(jié)約煤炭資源和延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限的角度出發(fā)，越來越多的回采巷道采用留設(shè)窄煤柱方式布置，其布置位置處于側(cè)向支承壓力降低區(qū)。由于此區(qū)域的煤體要經(jīng)歷相鄰工作面回采，本工作面巷道掘進(jìn)和本工作面回采三次采動(dòng)影響，使得此區(qū)域煤體的力學(xué)性質(zhì)較差。煤柱多處于此區(qū)域，使煤柱內(nèi)部的裂隙發(fā)育、塑性區(qū)范圍大、彈性核范圍小，甚至煤柱內(nèi)可能不存在彈性核范圍，導(dǎo)致煤柱幫的承載能力較小，有時(shí)不足以支撐上覆巖層的載荷，可能會(huì)出現(xiàn)煤柱被壓垮的現(xiàn)象。煤柱內(nèi)部裂隙也可能成為溝通相鄰工作面采空區(qū)的通道，使采空區(qū)的有害氣體和礦井水通過裂隙通道涌入本工作面，進(jìn)而影響工作面的生產(chǎn)安全。因此，煤柱幫承載能力低和內(nèi)部裂隙成為溝通通道是沿空巷道必須解決的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)的用于沿空巷道煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制方法，可防止在煤層開采過程中，煤柱由于內(nèi)部裂隙發(fā)育，承載能力低而發(fā)生壓垮現(xiàn)象，輔助煤柱幫支撐頂板，同時(shí)也可防止相鄰采空區(qū)的有害氣體和礦井水涌入本工作面，提高沿空巷道工作面的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于沿空巷道煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制方法，該方法使煤柱幫向巷道內(nèi)移量減小，同時(shí)輔助煤柱支撐頂板，使煤柱幫頂板下沉量減小，使得巷道變形大大減小，適應(yīng)于留煤柱沿空巷道工作面開采，防止相鄰采空區(qū)的有害氣體和礦井水涌入本工作面。采場(chǎng)形成以混凝土墻為輔助承載結(jié)構(gòu)，避免煤柱被壓垮，改善沿空巷道支護(hù)效果。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種用于沿空巷道煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制方法，所述方法包括煤柱幫剛?cè)釁f(xié)同控制結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括：內(nèi)含箱梁立柱結(jié)構(gòu)的混凝土墻、與頂?shù)装暹B接的豎直錨索系統(tǒng)、與煤柱幫連接的錨桿箱梁系統(tǒng)、帶壓充填袋、滯后高壓注漿加固的注漿錨索；

所述混凝土墻沿著煤柱幫布置，是在巷道完成正常支護(hù)后，對(duì)沿空巷道的頂板、煤柱幫噴漿封閉，然后沿著煤柱幫一側(cè)的底板開挖一條溝槽，沿溝槽構(gòu)建混凝土墻的基本骨架，所述基本骨架由箱梁立柱、連接桿、螺紋鋼筋和鋼筋網(wǎng)構(gòu)成，并在所述基本骨架外側(cè)架設(shè)模板，所述基本骨架的頂部與煤層頂板留有一定的空間，所述混凝土墻采用混凝土澆筑成型工藝以保證墻體較強(qiáng)承載能力和穩(wěn)定性；

所述與頂?shù)装暹B接的豎直錨索系統(tǒng)是由錨固在頂板的兩根豎直錨索與錨固在底板的兩根豎直錨索通過雙向鎖緊器連接構(gòu)成，所述豎直錨索系統(tǒng)被澆筑在混凝土墻內(nèi)，使得混凝土墻與頂?shù)装暹B接穩(wěn)固；

所述與煤柱幫連接的錨桿箱梁系統(tǒng)由穿過混凝土墻并錨固在煤柱幫的兩根錨桿與連接所述兩根錨桿端部的錨桿箱梁構(gòu)成，所述錨桿垂直于煤柱幫布置，所述錨桿箱梁設(shè)置在混凝土墻體外側(cè)，使得混凝土墻與煤柱幫形成整體；沿巷道軸線方向每隔兩排豎直錨索設(shè)置上、下兩排錨桿箱梁系統(tǒng)，所述上、下兩排錨桿箱梁系統(tǒng)均勻布置于混凝土墻側(cè)部中心線兩側(cè)；

所述帶壓充填袋置于混凝土墻頂部與頂板之間的空間里，將充填材料帶壓充入所述帶壓充填袋中以對(duì)外產(chǎn)生一定的壓力，將混凝土墻由被動(dòng)承載變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)；