[發明專利]綜放末采階段頂煤內嵌式支護方法及系統

有效

• 申請號: 202011031398.7
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN114251111B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 郭金剛;何富連;李耀暉;陳冬冬;何常西
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）;晉能控股煤業集團有限公司
• 主分類號: E21D11/15
• 分類號: E21D11/15;E21D20/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 秦力軍

本發明公開一種綜放末采階段頂煤內嵌式支護方法及系統，方法包括：在綜放末采階段的頂煤上鉆設出用于安置擴展孔套和錨固工具的多組復合孔；將錨固工具安裝在具有擴展孔套的鋼帶結構上，使錨固工具的前端穿設于對應組復合孔底部并與頂煤連接，并使錨固工具的后部嵌入在擴展孔套內，從而形成防止錨固工具后部外露而被破壞的鋼帶支護單元；將多組鋼帶支護單元中的相鄰兩組鋼帶支護單元連接在一起形成組合支護系統，以對綜放末采階段的回撤通道頂煤進行支護。本發明的方法，解決了綜放末采階段頂煤采用錨索支護易被支架擠壓、折斷乃至失效的問題，為綜放末采階段頂煤有效支護并維護回撤期間頂板的安全穩定，具有重要意義和價值。

技術領域

本發明涉及礦業工程支護領域，尤其涉及一種綜放末采階段頂煤內嵌式支護方法及系統。

背景技術

厚及特厚煤層在我國分布廣泛，綜合機械化放頂煤開采在我國煤炭開采中發揮關鍵作用。

綜合機械化放頂煤開采的末采階段不放頂煤，支架上方的頂板是厚及特厚頂煤。一般條件下，工作面在推進到停采線前的15m左右需要鋪網并安裝錨索(桿)及鋼梁進行頂板支護(回撤通道頂煤支護)，提前為工作面支架的安全回撤構建穩定的頂板環境。

現有技術中，綜放末采階段工作面安裝的錨桿垂直于頂板且外露長度為10cm左右，安裝的錨索垂直于頂板且外露長度不小于20cm，錨索之間多采用工字鋼梁連接為一體化支護系統。液壓支架前移過程中，錨索(或錨桿)外露端直接被支架頂梁壓彎甚至折斷，這不僅顯著降低了錨索(或錨桿)的工作阻力甚至支護失效，顯著降低頂板穩定性；頂梁、外露錨桿及外露錨索與液壓支架是點接觸或線接觸，這樣支架受力不均衡，從而顯著降低了支架的支護工況狀態和支架的穩定性，且頂煤被工字鋼頂梁、錨桿及錨索在支架支撐力的作用下擠壓破碎，回收過程中頂煤支護失效，嚴重威脅支架回收過程中的安全、高效和穩定。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種綜放末采階段頂煤內嵌式支護方法及系統，有效解決了綜放末采階段頂煤采用錨索(桿)支護易被支架擠壓、折斷乃至失效的問題，有效彌補傳統支護方法的不足和缺陷，為綜放末采階段頂煤有效支護并維護回撤期間頂板的安全穩定，具有重要意義和價值。

為實現本發明的上述目的，本發明一方面提供一種綜放末采階段頂煤內嵌式支護方法，包括：

在綜放末采階段的頂煤上鉆設出用于安置擴展孔套和錨固工具的多組復合孔；

將錨固工具安裝在具有擴展孔套的鋼帶結構上，使錨固工具的前端穿設于對應組復合孔底部并與頂煤連接，并使錨固工具的后部嵌入在擴展孔套內，從而形成防止錨固工具后部外露而被破壞的鋼帶支護單元；

將多組鋼帶支護單元中的相鄰兩組鋼帶支護單元連接在一起形成組合支護系統，以對綜放末采階段的回撤通道頂煤進行支護。

其中，多組鋼帶支護單元與綜放末采階段的工作面停采線平行布置。

進一步的，多組鋼帶支護單元與綜放末采階段的工作面停采線垂直布置。

優選的，所述鋼帶結構包括：其一端設有凸出部、其另一端設有凹進部的鋼帶；其底端固定安裝在鋼帶上且與鋼帶垂直安置的一個或多個擴展孔套；其中，擴展孔套為前端中心帶有穿設孔的筒形孔套。

其中，在綜放末采階段的頂煤上鉆設出具有用于安置擴展孔套和錨固工具的復合孔包括：

利用擴展孔鉆具在綜放末采階段的頂煤上鉆設出用于安置擴展孔套的擴展孔；

擴展孔鉆設完畢后，利用常規鉆具繼續在頂煤上鉆設出用于安置錨固工具的常規孔，從而形成擴展孔和常規孔連通的復合孔。

其中，將錨固工具安裝在具有擴展孔套的鋼帶結構上時，將錨固工具前部從擴展孔套前端的穿設孔穿過并與頂煤連接，使錨固工具后部嵌入在擴展孔套內，以通過擴展孔套防止錨固工具后部外露于鋼帶結構而被破壞。