[發明專利]一種臺階柱體式沿空留巷巷旁充填模板及其使用方法

有效

• 申請號: 201910449827.3
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110159343B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王朋飛;郝晨良;任玉琦;郭軍;錢瑞鵬;馮國瑞;李松玉;孫強;文曉澤;閆勇敢
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21F15/02
• 分類號: E21F15/02;E21F15/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種臺階柱體式沿空留巷巷旁充填模板及其使用方法，屬于煤礦沿空留巷技術領域。所述充填模板包括金屬支架、充填模袋及連接裝置；金屬支架為豎向鋼管、底部橫向鋼板及頂部連接桿通過連接裝置連接而成的臺階柱體框架結構；充填模袋是采用防水纖維布制成的臺階柱體，充填模袋位于金屬支架外，被金屬支架完全支撐起來，并與其緊密貼合，充填模袋外部設有鋼筋，稱外部加筋，充填模袋內部布置有對拉鋼筋，充填模袋頂部設有掛鉤，模袋靠近沿空巷道側設置有充填口。本發明所提出的充填模板使用簡單，在現場懸掛和布置好外部加筋后即可進行充填作業，使用此充填模板能夠有效節約巷道支護及維護費用，提高礦井生產效益。

技術領域

本發明涉及一種臺階柱體式沿空留巷巷旁充填模板及其使用方法，屬于煤礦沿空留巷技術領域。

背景技術

沿空留巷作為無煤柱開采的重要技術手段，即將上區段工作面回采巷道通過留設窄煤柱或構筑人工墻體將其保留下來供下區段工作面回采使用，可以將巷道布置在工作面側向固定支承壓力的應力降低區內，有利于巷道維護，同時可以減少巷道掘進量、改善采掘接替緊張、減小煤柱留設寬度、減少煤炭資源的損失、延長礦井服務年限、提高礦井開采效益。

巷旁充填體作為沿空留巷的重要人工組成部分，其主要作用如下：（1）控制直接頂的離層和彎曲下沉，以減少巷內支護所受的載荷和巷道圍巖的變形，保持巷道圍巖的穩定性；（2）為了生產安全，及時封閉采空區，防止漏風和煤的自燃，以避免采空區中有害氣體進入工作空間。由此可見巷旁充填體對沿空留巷的穩定性起著重要作用。傳統的巷旁充填體模板均為六面體式，在生產的實際過程中會發生頂部的受力及下沉不均勻現象，因此急需一種新型的巷旁充填模板來解決上述問題。

發明內容

本發明為了緩解在礦井開采過程中，沿空巷道巷旁充填體頂部受力及下沉不均勻的特點，提供了一種臺階柱體式沿空留巷巷旁充填模板及其使用方法。

本發明提供了一種臺階柱體式沿空留巷巷旁充填模板，包括金屬支架、充填模袋及連接裝置；金屬支架為豎向鋼管、底部橫向鋼板及頂部連接桿構成的臺階柱體框架結構；充填模袋是采用防水纖維布制成的臺階柱體，充填模袋被金屬支架完全支撐起來，并與其緊密貼合，充填模袋外部設有鋼筋（稱外部加筋），充填模袋內部布置有對拉鋼筋，充填模袋頂部設有掛鉤，模袋靠近沿空巷道側設置有充填口。掛鉤的作用是先將模袋掛到頂板上，使其充分展開，便于金屬支架套入套筒便于工人勞動，掛鉤的一端掛在充填模板上，另一端掛在巷道頂部。

所述金屬支架包括八根豎向鋼管、六根底部鋼板、八根頂部連接桿。八根豎向鋼管由四根第一豎向鋼管和四根第二豎向鋼管組成，第一豎向鋼管比第二豎向鋼管高；六根底部鋼板由兩根第一橫向鋼板和四根第二橫向鋼板組成，兩根第一橫向鋼板平行排列，四根第二橫向鋼板兩兩連接后平行排列；八根頂部連接桿由四根第一連接桿和四根第二連接桿組成；四根第一豎向鋼管組成第一長方體框架結構，第一豎向鋼管頂部分別與第一連接桿、第二連接桿相連接，第一豎向鋼管底部分別與第一橫向鋼板、第二橫向鋼板相連接；四根第二豎向鋼管組成第二長方體框架結構，位于第一長方體框架結構旁邊，二者長寬相等、高度不同；第二豎向鋼管頂部分別與第一連接桿、第二連接桿相連接，兩個第二豎向鋼管底部分別與第一橫向鋼板、第二橫向鋼板相連接。

豎向鋼的長度分別依據煤層厚度s及巷道高度h綜合確定，若巷道高度h小于煤層厚度s，則第一豎向鋼管高度h₁為h-50 mm，第二豎向鋼管高度h₂為h-200 mm；若巷道高度h大于等于煤層厚度s，則第一豎向鋼管高度h₁為s-50 mm，第二豎向鋼管高度h₂為s-200 mm，兩組豎向鋼管直徑d₁均為60 mm。第一橫向鋼板長度為a-50 mm，第二橫向鋼板長度為b/2-50mm，兩組橫向鋼板寬度x均為60 mm，厚度y均為5 mm。第一連接桿長度為a-50 mm，第二連接桿長度為b/2-50 mm，兩組連接桿直徑d₂均為50 mm。其中，a為巷旁充填模板長度，b為巷旁充填模板寬度。所述金屬支架通過連接裝置連接起來。