[發明專利]支撐全巷道壁巖層式砂粒充填巷道支護體

在審

• 申請號: 201810207880.8
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN110273707A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 柴喬森
• 申請（專利權）人: 柴喬森
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F7/00;E21F5/00;E21D11/00
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本發明支撐全巷道壁巖層式砂粒充填巷道支護體的目的，是加強迂水膨脹巖層內巖巷的支護。本發明為礦井通風巷道下部上向巖石巷道、密排工字鋼支柱密閉墻、吸水體積膨脹巖層內的上部上向巖巷、煤層內的煤巷、直通地面的井筒依次連接。沿上部上向巖巷全長有多根管壁有多個孔洞的篩管連通礦井通風巷道內的水管。上部上向巷道全長充滿碼放整齊的裝滿迂水膨脹砂粒的編織物沙袋，自水管向多根篩管內注水，沙袋內的砂粒吸水體積膨脹，擠壓全巷道壁各點的巖層，構成支撐全巷道壁巖層式砂粒巷道支護體。本發明適于所有煤礦。

技術領域 本發明涉及礦井安全，屬采礦技術。

背景技術 現有礦井巷道壁巖層的支撐支護方式采用巷道支架，由緊貼巷道兩側巖層的傾斜立柱支撐緊貼巷道上部巖層的橫梁構成。相鄰立柱釘拉桿，增加巷道支架的穩定性。這種巷道支護方式的優點是便于維修，缺點是巷道支架的立柱、橫梁之間的巖層和巷道底部巖層沒有支撐支護。

現有煤礦的巷道系統，均由煤層下方使用多年的礦井通風巷道，施工上向巖石巷道進入煤層施工煤層內采煤的煤巷構成通風系統。下部上向巖石巷道周邊的巖層為迂水不變形的巖層，上部上向巖石巷道周邊巖層為靠近煤層的吸水體積膨脹30％以上的煤質頁巖，巖層內滲出的地下水和水蒸氣，被通風風流帶走，只有少量的吸水膨脹巖層的巖石膨脹垮落，但可人員進入經常維修。但是，在生產煤炭的區域內的煤自燃發火形成火區時，只能長時間斷絕風流供氧，使火區及周邊氧氣燃煤耗盡以滅火。為此，需于上向巖石巷道，沿巷道全斷面砌筑磚或混凝土密閉墻。但此后，密閉墻上方的上部上向巖石巷道內，大量積存巖層滲出的水和水蒸氣，使巷道上部、底部和兩側的吸水膨脹巖層，連續體積膨脹而垮塌，一是造成沿上向巖石巷道鋪設的火區災害監測設備的電纜和監測信息傳輸線、滅火水管、損壞，二是造成巷道垮塌、密閉墻傾倒的事故，三是使上向巖石巷道內抽出易爆易燃的煤層內瓦斯的管道損壞，瓦斯積聚爆炸。這都導致滅火失敗，事故擴大。

發明內容 本發明支撐全巷道壁巖層式砂粒巷道支護體的目的，是防止現有上向巖石巷道隔斷技術中，吸水膨脹巖層內巖巷垮塌、密閉墻損壞的問題。

實施本發明，煤層下方的礦井通風巷道、下部迂水不膨脹巖層內的上向巖石巷道、密排工字鋼支柱密閉墻、迂水膨脹巖層內的上部上向巖巷、煤層內的煤巷、直通地面的井筒、井筒在地面的井筒蓋板依次相連接。沿上部上向巖石巷道全長懸吊多個管身有多個孔洞的篩管，各篩管連接通達礦井通風巷道的水管。上部上向巖石巷道全長內充滿碼放整齊的裝滿迂水膨脹砂粒的編織物沙袋。自礦井通風巷道內的水管向各篩管注水，各沙袋內的砂粒迂水膨脹后，擠壓支撐全巷道壁各點的巖層不變形，構成支撐全巷道壁巖層式砂粒充填巷道支護體。

實施本發明，密排工字鋼支柱密閉墻的結構：巷道的上部巖層內和下部巖層內各施工多個鋼錨桿。巷道上部巖層和巷道下部巖層的鋼錨桿各固定1根槽鋼梁，槽鋼背部緊貼巖層，向相對的2根槽鋼的槽口內，鑲嵌互相緊挨的工字鋼支柱。

煤巷連通的火區災情監測設備的供電電纜和信息傳輸線材、通往火災災區的滅火水管，沿煤巷、井筒通達地面。煤層所含易爆易燃的瓦斯，依次進入相連接的煤層內的瓦斯抽放煤孔、煤巷和井筒內的瓦斯抽放管道、地面瓦斯抽采泵，被抽出流至地面瓦斯用戶管道。

實施本發明，還可井筒上口連接地面的的傾斜溜槽，用水將溜槽內的迂水膨脹砂粒沖入井筒、上部上向巷道，水自彼此相挨靠的密排工字鋼支柱間的空隙和上部上向巖石巷道內的篩管流出，進入礦井通風巷道，被擋住滯留的砂粒充滿上部上向巷道，構成支撐全巷道壁巖層的砂粒充填巷道支護體，隔斷上向巷道。

實施本發明，為增加上部上向巖巷周邊巖層的致密性，在巷道上部巖層、巷道兩側巖層內，施工多個注水巖孔，每巖孔內插入注水管。注水管連接礦井通風巖巷內的水管。自水管經注水管向巖層孔隙內注入水，使孔隙周邊的巖層迂水后膨脹至孔隙閉合。

實施本發明，為增加上向巖石巷道斷絕火災災區供氧氣的可靠性，還可于下部上向巖石巷道底部施工擋水墻，下部上向巖石巷道內充滿水。

本發明的優點，在于迂水膨脹巖層內的巷道的頂部、底部、兩側的巖層，均受到免維護、全方位支撐，失去吸水膨脹的空間而保持完整。