[發明專利]一種井工開采薄煤層條件下沿空留巷結構及方法

在審

• 申請號: 201810386083.0
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108825234A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 張德飛;莫技;周明;冀貞文;白光超;尹中凱
• 申請（專利權）人: 新汶礦業集團有限責任公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21D20/00;E21D15/44;E21D17/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 林秋蘭

本發明涉及一種井工開采薄煤層條件下沿空留巷結構及方法，屬于煤礦井開采技術領域，超前加固支護組件包括沿巷道走向靠近采空區的第一錨索和遠離采空區的第二錨索，第一錨索通過沿巷道走向延伸且平整設置在垮落線位置的走向鋼帶連接；隔離組件包括矸石袋且外部設置有菱形網；巷道支護組件包括沿巷道走向靠近采空區的第一頂梁和遠離的第二頂梁，第一頂梁的下方位于菱形網的內側間隔設置有間距小的單體液壓支柱，第二頂梁的下方位于煤壁的內側間隔設置有間距大的單體液壓支柱。本發明具有在消除臨近工作面煤體上方應力集中的同時，可減少礦井災害方面的安全隱患，且造價低廉、施工方便，具有明顯的安全經濟效益的優點。

技術領域

本發明涉及一種井工開采薄煤層條件下沿空留巷結構及方法，屬于煤礦井開采技術領域，尤其涉及一種頂板自垮沿空留巷的結構和方法。

背景技術

針對煤炭這種一次性能源的開采，各國都在不斷研究以期可最大限度回收資源，避免煤體損失，其中沿空留巷在上世紀被英德提出，其在采煤工作面后方沿采空區邊緣維護原回采巷道，采用一定的技術手段將上一個區段的巷道重新支護留給下一個區段使用，屬于無煤柱開采技術中的一種方式，具有減少巷道掘進量、緩解接續緊張，節約掘進費用、提高綜合經濟效益，實現煤炭全部回收、延長礦井壽命、提高社會效益的好處，由于沿空留巷具有廣泛意義，因此被較多的礦井優先采用。

在沿空留巷技術中，強度是需要重點考慮的因素，一個是對頂板的控制，避免頂板受到上部礦壓的影響出現過量下沉甚至垮落，另一個是支護隔離墻的設計，確保對沿空巷道和頂板提供可靠的支撐，且需對采空區進行嚴格密封，避免瓦斯泄漏造成安全事故。

關于隔離墻體先后出現了密集支架形式、矸石堆垛方式、砌體墻法、高水高效充填和現澆混凝土，目前，現澆混凝土墻體由于具有適應性廣、承載力高、能夠形成足夠的切頂強度、安全可靠的優點，被認為是較為理想的隔墻方法，但是仍存在工程費用比較高、施工較為復雜以及強度上升速度不能適應高產高效礦井工作面的問題。

對于頂板的控制，目前的沿空留巷技術在考慮上部礦壓影響對頂板進行加固以提高頂板完整性時，經常會忽略墻外切頂的平整程度，導致現有頂板之字形拐彎斷裂后難以與支護隔離墻形成嚴密的貼合，使得采空區的隔離效果不能達到設計要求，容易存在安全隱患。因此，如何以較低的造價和簡單的施工來實現強度和安全的同時滿足是沿空留巷技術在礦井開采中需要解決的問題。

發明內容

為解決以上技術上的不足，本發明提供了一種井工開采薄煤層條件下沿空留巷結構及方法，在消除臨近工作面煤體上方應力集中的同時，可減少礦井災害方面的安全隱患，且造價低廉、施工方便，具有明顯的安全經濟效益。

本發明的技術方案如下：一種井工開采薄煤層條件下沿空留巷結構，包括超前加固支護組件、隔離組件和巷道支護組件，

所述超前加固支護組件包括沿巷道走向設置的第一錨索和第二錨索，第一錨索靠近采空區，第二錨索遠離采空區，第一錨索通過走向鋼帶連接，所述走向鋼帶沿巷道走向延伸且平整設置在垮落線位置；

所述隔離組件包括位于采空區和巷道之間的矸石袋，矸石袋外部設置有菱形網；

所述巷道支護組件包括沿巷道走向設置的第一頂梁和第二頂梁，第一頂梁靠近采空區，第二頂梁遠離采空區，第一頂梁的下方位于菱形網的內側間隔設置有單體液壓支柱，第二頂梁的下方位于煤壁的內側間隔設置有單體液壓支柱，位于第一頂梁下方的單體液壓支柱的間距小于位于第二頂梁下方的單體液壓支柱的間距。

本發明的技術方案還包括：所述位于第一頂梁下方的單體液壓支柱的間距是位于第二頂梁下方的單體液壓支柱的間距的一半。

本發明的技術方案還包括：所述巷道支護組件包括巷道加強支護件，所述巷道加強支護件包括沿巷道走向間隔布置的工字鋼梁，所述工字鋼梁的軸線與走向鋼帶的軸線交錯設置。