[發(fā)明專利]煤柱與采空區(qū)交界處下方切眼支護(hù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710429130.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107060836A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉沖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉沖
• 主分類號(hào): E21D11/14
• 分類號(hào): E21D11/14;E21D11/15;E21D20/00
• 代理公司: 太原倍智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)14111
• 代理人: 張宏,郭棟梁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及井下巷道支護(hù)方法，特別是一種煤柱與采空區(qū)交界處下方切眼支護(hù)方法。

背景技術(shù)

由于采場(chǎng)超前（或側(cè)向）支承壓力作用，采空區(qū)邊緣煤柱中應(yīng)力高度集中，且向底板深處傳遞；而由于煤柱對(duì)上覆巖層的支撐作用，煤柱邊緣的采空區(qū)內(nèi)應(yīng)力低于原巖應(yīng)力，使得煤柱與采空區(qū)交界處底板應(yīng)力呈非均勻分布。在非均勻應(yīng)力的作用下，煤柱與采空區(qū)交界處底板巖層將發(fā)生相應(yīng)的變形，以適應(yīng)圍巖應(yīng)力環(huán)境，從而在交界處底板巖層中形成拉伸破裂區(qū)、剪切滑移區(qū)，且在垂直方向上，深度越小，破壞越嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，在水平方向上，從煤柱（體）下方距交界處正下方約3.0~5.0m開(kāi)始直至過(guò)了交界處正下方進(jìn)入采空區(qū)下方約5~8m的范圍內(nèi)，底板破壞最為嚴(yán)重。當(dāng)?shù)装逑锏谰蜻M(jìn)工作面從交界處下方通過(guò)時(shí)，由于其頂板在集中應(yīng)力作用下被破壞，容易離層、冒落，如果得不到有效支護(hù)，冒落范圍變大后頂板將與上覆采空區(qū)溝通，導(dǎo)致更大范圍的漏頂、跨頂；另外由于煤柱的支撐作用，煤柱邊緣采空區(qū)垮落巖石一般膠結(jié)不實(shí)，存在較大空隙，底板巷道頂板采用傳統(tǒng)樹(shù)脂錨固錨桿支護(hù)時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)在破裂圍巖或采空區(qū)內(nèi)的有效錨固，支護(hù)較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供煤柱與采空區(qū)交界處下方切眼支護(hù)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤柱與采空區(qū)交界處下方切眼的有效支護(hù)，保障生產(chǎn)安全。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種煤柱與采空區(qū)交界處下方切眼支護(hù)方法，包括頂板支護(hù)和兩幫支護(hù)，

——所述的頂板支護(hù)，先采用插管法超前臨時(shí)支護(hù)頂板，然后采用W鋼帶組合水力膨脹錨桿永久支護(hù)頂板；所述的插管法是在切眼迎頭沿煤層與其頂板夾矸的交界面用鉆頭鉆孔，將圓鋼管楔進(jìn)去，每?jī)筛鶊A鋼管間距為150~200mm，沿夾矸層底部的層向打一排；然后用綜掘機(jī)在鋼管下方向前掘進(jìn)，每掘進(jìn)600mm即進(jìn)行頂板的永久支護(hù)，每進(jìn)行4排永久支護(hù)即采用插管法進(jìn)行一排超前臨時(shí)插管支護(hù)；永久支護(hù)所用的水力膨脹錨桿直徑30mm、長(zhǎng)2.5m，破斷力大于91kN，注水壓力為20~22MPa；W鋼帶寬度250mm，厚度3mm，長(zhǎng)度3.2m，孔間距為750mm，采用雙層菱形金屬網(wǎng)護(hù)頂。水力膨脹錨桿排距500mm，每排5根；

——所述的兩幫支護(hù)，煤柱下方巷道兩幫采用鋼筋梯字梁組合螺紋鋼錨桿支護(hù)，菱形金屬網(wǎng)護(hù)幫；采空區(qū)下方巷道兩幫不進(jìn)行支護(hù)，擴(kuò)刷后煤柱下方工作面?zhèn)葞筒贿M(jìn)行支護(hù)；鋼筋梯子梁采用Φ12mm的鋼筋焊接而成，螺紋鋼錨桿直徑Φ20mm，長(zhǎng)2.2m，排距700mm，間距900mm，每排3根。

進(jìn)一步地，所述的插管法是用直徑32mm的鉆頭打3.0m深的鉆孔，將直徑1吋、長(zhǎng)3.0m的圓鋼管楔進(jìn)去。

進(jìn)一步地，兩幫支護(hù)時(shí)，螺紋鋼錨桿采用樹(shù)脂藥卷加長(zhǎng)錨固，CK2340一支，K2360一支；錨桿托盤(pán)為沖擊蝶形鋼板，托盤(pán)尺寸Φ130mm×10mm。

本發(fā)明首先采用插管法超前臨時(shí)支護(hù)頂板，再用W鋼帶組合水力膨脹錨桿永久支護(hù)頂板，煤柱下方切眼兩幫采用高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)，采空區(qū)下方切眼兩幫不進(jìn)行支護(hù)。刷擴(kuò)后，煤柱下方工作面?zhèn)葞鸵膊贿M(jìn)行支護(hù)。實(shí)現(xiàn)了在煤柱與采空區(qū)交界處下方的有效錨固，確保施工安全，增大安全系數(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明交界處下方切眼頂板支護(hù)布置平面圖。

圖2是本發(fā)明交界處下方切眼頂板支護(hù)布置剖面圖（沿巷道軸向）。

圖中，1——圓鋼管；2——水力膨脹錨桿；3——巷道底板；4——W鋼帶。

具體實(shí)施方式

礦界煤柱邊緣一定范圍內(nèi)的煤體及其底板，在側(cè)向支承壓力作用下被破壞，當(dāng)下位切眼頂板采用傳統(tǒng)樹(shù)脂錨固錨桿支護(hù)時(shí)，在破裂的煤體中錨桿錨固效果較差，錨固力極易喪失，切眼頂板穩(wěn)定性較差，并且在掘進(jìn)過(guò)程中由于頂板較碎，容易冒落。受采動(dòng)影響，煤柱邊緣采空區(qū)底板遭到破壞，原有構(gòu)造裂隙發(fā)展、擴(kuò)大，成為采空區(qū)積水向底板深部滲流的通道，使更大范圍的底板被積水浸泡，強(qiáng)度大大降低。由于層間距極薄，當(dāng)切眼掘進(jìn)至此時(shí)，頂板會(huì)出現(xiàn)淋水且容易冒落。另外，回采工作面兩端垮落巖石受煤柱支撐作用影響重新膠結(jié)不實(shí)，存在較大空隙，傳統(tǒng)樹(shù)脂錨固錨桿無(wú)法在采空區(qū)內(nèi)有效錨固。煤柱下方切眼兩幫在側(cè)向支承壓力作用下，煤壁容易變酥，片幫，而采空區(qū)下方切眼兩幫由于所受支承壓力作用較小，穩(wěn)定性較好。

基于此，本發(fā)明提供一種煤柱與采空區(qū)交界處下方切眼支護(hù)方法，包括頂板支護(hù)和兩幫支護(hù)。

頂板支護(hù)