[發明專利]一種切頂留巷協同錨護結構及其建造方法

有效

• 申請號: 202010954427.0
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112065394B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 龍景奎;劉碧雁;吳家來;曹佐勇;乞朝欣;郭厚亮;蘭紅;紀少思;徐再剛;謝晶;肖國強;馮會杰;梁勇生;趙春
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21D11/14;E21D11/15;E21D20/00;F42D1/08;F42D1/18;F42D3/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 和歡慶

本發明公開了一種切頂留巷協同錨護結構及其建造方法，屬于巷道掘進與支護技術領域，解決了現有留巷結構穩定性與適應性差、變形量大、控制成本高、頂板事故易發、現有留巷技術適用性不強等難題。本發明的建造方法包括：在巷內直接頂板與工作面頂板之間進行定向爆破預裂，切斷直接頂板與工作面頂板之間的力學聯系；在爆破預裂后的巷內直接頂板與鄰近工作面頂板建造由巷內協同錨固結構和巷旁協同支護結構組成的切頂留巷協同錨護結構；在擋矸支護體的外側同步建造留巷密閉結構，完成切頂留巷協同錨護結構建造。本發明施工簡便易行，錨護成本低，解決了煤礦沿空留巷結構穩定性、適應性和適用性的控制難題，具有較高的應用和推廣價值。

技術領域

本發明涉及巷道掘進與支護技術領域，尤其涉及一種切頂留巷協同錨護結構及其建造方法。

背景技術

長期以來，我國煤礦主要采用留煤柱開采方法，導致采出煤炭損失量占全礦煤損總量的40％左右。而采用沿空留巷方式開采，可提高采區采出率10-20％，降低巷道掘進率25-30％，并有效解決瓦斯治理和采掘失調等難題，經濟效益和技術優勢顯著，更好地滿足安全、經濟、高效、綠色和可持續開采需求。

而提升留巷錨護結構穩定性和適應性，是決定留巷效果與推廣應用的關鍵。以往對留巷結構的控制，更多是在“被動”接受上覆巖層運動的破壞作用下進行的，且較少涉及結構適應性的研究，從而影響到沿空留巷技術的應用和推廣。

因此，急需提供一種能夠顯著增強沿空留巷結構穩定性和適應性的切頂留巷協同錨護結構及其建造方法。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種切頂留巷協同錨護結構及其建造方法，用以解決目前留巷結構穩定性與適應性差、變形量大、控制成本高、頂板事故易發、現有留巷技術適用性不強等重大難題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一方面，提供一種切頂留巷協同錨護結構的建造方法，包括如下步驟：

步驟S1：在巷內直接頂板與工作面頂板之間進行定向爆破預裂，切斷直接頂板與工作面頂板之間的力學聯系；

步驟S2：在爆破預裂后的巷內直接頂板與鄰近采空區頂板建造由巷內協同錨固結構和巷旁協同支護結構組成的切頂留巷錨護結構；

步驟S3:在完成擋矸支護體的施工后，在擋矸支護體的外側同步建造留巷密閉結構，完成切頂留巷協同錨護結構建造。

進一步地，所述步驟S1包括如下步驟：

步驟S11：當回采工作面形成之后，沿巷道走向從里向外，在巷內頂板靠近采面幫鉆打多組炮眼；

步驟S12：同一組炮眼鉆打完畢后，根據圍巖結構、力學性能、炮眼深度情況選定分段裝藥結構數量、聚能管數量和炸藥量，將所需炸藥量和雷管分別裝入所對應的聚能管；

步驟S13：將裝好的聚能管依次送入炮眼內，并對炮眼進行封堵；通過聚能管進行定向爆破預裂，切斷直接頂板與工作面頂板之間的力學聯系。

進一步地，步驟S11中，炮眼分組鉆打和爆破，同一組起炮眼的數量為8-10個；同一組爆破炮眼的鉆孔位置在一條直線上，且鉆孔角度保持不變，使同一組炮眼角度保持平行。

進一步地，炮眼的直徑為50mm、角度為15°-20°、深度為6500-8000mm、眼距為500-700mm。

進一步地，步驟S12中，每段裝藥結構對應一根聚能管，每根聚能管長1500mm，直徑為42mm；每個炮眼裝入3-4根聚能管。

進一步地，炮眼深度為6500mm，使用3根聚能管；第一根聚能管裝3節炸藥，第二根聚能管裝2節炸藥，第三根聚能管裝1節炸藥。

進一步地，第三根聚能管裝入2-3節水沙袋，水沙袋依次從下部管口開始向上連續裝入。