[發明專利]一種用于切頂卸壓沿空留巷的充填結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202011254104.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112483170A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王文;任建東;蘆曉偉;李東印;袁瑞甫;李化敏;代楊;吳怡恒
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21F15/02
• 分類號: E21F15/02;E21F15/04
• 代理公司: 鄭州知一智業專利代理事務所(普通合伙) 41172
• 代理人: 郜廷偉

本發明公開了一種用于切頂卸壓沿空留巷的充填結構及其施工方法，充填結構包括若干個U型鋼支柱，若干個U型鋼支柱沿預留巷道的長度方向設置；U型鋼支柱內設置有鐵絲網；U型鋼支柱外側設置有若干個填充箱體，若干個填充箱體沿預留巷道的長度方向依次首尾連接；填充箱體內填充有充填料；U型鋼支柱上固定連接有拉桿，拉桿的一端穿過填充箱體后與限位件相連接。施工方法包括以下步驟：S1、在預留巷道的采空區兩側鋪設雙層鐵絲網；S2、在雙層鐵絲網外側沿預留巷道的長度方向支設一排U型鋼支柱；S3、在U型鋼支柱外側設置一排填充箱體；S4、在U型鋼支柱連接拉桿且拉桿的一端穿過填充箱體后與限位件相連接；S5、在填充箱體內注入充填料。

技術領域

本發明涉及煤礦領域，尤其涉及一種一種用于切頂卸壓沿空留巷的充填結構。

背景技術

傳統依靠煤柱支撐頂板來保護巷道會浪費大量的煤炭資源，并且大量的煤炭積累容易造成覆巖應力集中引發沖擊地壓等動力災害，同時殘余的煤炭還容易自燃發火引起煤塵瓦斯爆炸等嚴重的礦井事故，無煤柱開采技術可以減少巷道的掘進量，減少護巷煤柱的留設，增加資源回收率，同時還能有效解決上隅角瓦斯積聚問題，避免采空區煤柱自燃發火，有效降低礦井事故，因此，無煤柱開采技術勢在必行。

沿空留巷是無煤柱開采領域的一項關鍵技術，沿空留巷技術主要是在工作面后方的采空區側布置合理的巷旁支護體來隔絕采空區，實現無煤柱開采，改善采場周圍應力分布。該技術要求巷旁支護體需要具有足夠的支護強度來控制頂板的下沉、并能夠對頂板進行及時切頂，同時又要具有一定的可縮性來適應頂板的運動，對覆巖進行一定的卸壓，并且能夠實現采空區側的完全密封。為了保證巷道與采空區徹底隔絕、不串風且巷旁支柱有足夠的支護強度，當前沿空留巷技術采取的主要措施是在采空區側用槽鋼加固巷幫，然后再向巷幫澆筑大量的混凝土形成充填體，利用充填體的作用來封閉采空區、支撐上覆巖層頂板，從而達到留設巷道的目的。然而充填體構筑過程中施工工藝復雜，且井下巷道充填系統與生產系統相互影響，留巷速度很慢；同時充填體的支護強度有限，充填體的上部無法及時讓壓，一旦損壞護巷性能大打折扣。

因此，現有無煤柱開采技術還有待于更進一步的改進和發展。

發明內容

本發明目的是針對上述問題，提供一種結構簡單、操作便利的一種用于切頂卸壓沿空留巷的充填結構。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種用于切頂卸壓沿空留巷的充填結構，包括U型鋼支柱，U型鋼支柱底端插入預留巷道底板下方，U型鋼支柱頂端與預留巷道頂板相固定，U型鋼支柱有若干個且若干個U型鋼支柱沿預留巷道的長度方向等間距設置；所述U型鋼支柱遠離煤幫的一側設置有鐵絲網，鐵絲網頂端與預留巷道頂板相連接，鐵絲網底端與預留巷道底板相連接；所述U型鋼支柱靠近煤幫的一側設置有填充箱體，填充箱體有若干個且若干個填充箱體沿預留巷道的長度方向依次首尾連接；填充箱體頂端與預留巷道頂板相接觸，填充箱體底端與預留巷道底板相接觸；填充箱體內填充有充填料；所述U型鋼支柱上固定連接有拉桿，拉桿的長度方向與U型鋼支柱的高度方向相垂直，拉桿的一端與U型鋼支柱固定連接，拉桿的另一端穿過填充箱體后與限位件相連接。

進一步的，所述填充箱體的一側設置有連接凹槽，填充箱體的另一側設置有連接凸起，當若干個填充箱體沿預留巷道的長度方向依次首尾連接時，填充箱體的連接凸起與相鄰填充箱體的連接凹槽插接。

進一步的，所述鐵絲網為雙層鐵絲網。

進一步的，所述拉桿的一端與U型鋼支柱通過卡纜相連接。

一種用于切頂卸壓沿空留巷的充填結構的施工方法，包括以下步驟：

S1、在預留巷道的采空區兩側鋪設雙層鐵絲網形成擋矸層，擋矸層上下兩端分別與預留巷道頂端、底端相連接；

S2、在擋矸層靠近煤幫的一側沿預留巷道的長度方向支設一排U型鋼支柱，U型鋼支柱底端插入預留巷道底端，U型鋼支柱頂端與預留巷道頂端固定連接作為支撐層；