[發明專利]一種煤巷掘進迎頭錨索支護的防沖方法

有效

• 申請號: 202011307838.7
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112412506B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 白金正;上官科峰;鞏思園;薛再軍;曹安業;劉志文;屈英
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;華亭煤業集團有限責任公司
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00;E21D21/00
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 張旭

1.一種煤巷掘進迎頭錨索支護的防沖方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟一、開始掘進前，依據地質條件、煤層厚度、巷道掘進仰角和單日掘進進尺的因素確定合理的加固錨索施工參數，所述施工參數包括鋼絞線類型、錨索直徑、錨索長度、錨索角度、靜載性能和抗拔力性能，具體參數要求確定如下：

A、確定鋼絞線類型：加固錨索的鋼絞線采用數根鋼絲捻成的絞線狀預應力鋼絲束；

B、確定錨索直徑：選取的不同鋼絞線結構對應不同的公稱直徑，并對應不同的最大拉伸力、屈服力以及最大力總伸長率，最終選擇最大拉伸力、屈服力以及最大力總伸長率不小于當前地質條件下所需值；

C、確定錨索長度：加固錨索的長度應大于1.2倍的單日掘進進尺；

D、確定靜載性能：對加固錨索進行靜載試驗，選擇加固錨索的一錨具組裝件靜載試驗測得的錨具效率系數η_a不小于0.95，且組裝件受力長度的總應變ε_apu不小于2%；

E、確定抗拔力性能：加固錨索的抗拔力應不小于錨索設計承載力的1.05倍；

F、確定錨索角度：加固錨索的施工角度與煤層走向平行，且順煤層布置；

步驟二、開始掘進前，依據掘進巷道斷面尺寸和工況條件確定需要施工加固錨索的數量和施工位置，首先確定工作面巷道的斷面尺寸，若斷面尺寸小于15m²則進入步驟①；否則進入步驟④；

①對于斷面尺寸小于15m²的工作面巷道，選擇2組加固錨索，分別為1#加固錨索和2#加固錨索；根據巷道斷面尺寸確定巷道中線位置，包括水平中線和垂直中線，并確定巷道斷面中心點；在垂直中線一側的水平中線上距離巷道斷面中心點0.5m處，確定為1#加固錨索中首輪加固錨索的施工位置；然后在該位置施工鉆孔并將該加固錨索安裝，完成后進行掘進作業，掘進作業的施工距離為步驟一確定的單日掘進進尺；作業后當前迎頭位置與之前相比向前移動距離為單日掘進進尺；此時1#加固錨索中首輪加固錨索仍有部分長度保留在迎頭的煤壁內，起到加固煤壁、防止其向外沖擊的作用；

②在當前迎頭所在位置垂直中線另一側的水平中線上距離巷道斷面中心點0.5m處，確定為2#加固錨索中首輪加固錨索的施工位置；該加固錨索的施工參數與1#加固錨索保持一致，完成該加固錨索的安裝過程，此時當前迎頭的煤壁內同時具有兩個加固錨索，分別屬于1#加固錨索和2#加固錨索；

③然后進行掘進作業，掘進作業的施工距離為步驟一確定的單日掘進進尺；作業后在當前迎頭所在位置垂直中線一側的水平中線上距離巷道斷面中心點0.5m處，確定為1#加固錨索中次輪加固錨索的施工位置；該加固錨索的施工參數與1#加固錨索的首輪加固錨索保持一致，完成該加固錨索的安裝過程；然后再次進行掘進作業，如此重復，保證后續工作面掘進過程中前方迎頭的煤壁內始終布置有兩個加固錨索，直至完成巷道掘進；

④對于斷面尺寸大于等于15m²的工作面巷道，考慮到巷道寬度和高度較大，掘進過程中較容易發生迎頭煤體沖擊，需要對掘進迎頭的寬度方向開展補強支護，選擇3組加固錨索，分別為1#加固錨索、2#加固錨索和3#加固錨索；根據巷道斷面尺寸確定巷道中線位置，包括水平中線和垂直中線，并確定巷道斷面中心點；在垂直中線兩側各0.5m的水平中線處確定為1#加固錨索和2#加固錨索中首輪加固錨索的施工位置；然后在該位置施工鉆孔并將相應的加固錨索安裝，完成后進行掘進作業，掘進作業的施工距離為步驟一確定的單日掘進進尺；作業后當前迎頭位置與之前相比向前移動距離為單日掘進進尺；此時1#加固錨索和2#加固錨索中首輪加固錨索仍有部分長度保留在迎頭的煤壁內，起到加固煤壁、防止其向外沖擊的作用；

⑤在當前迎頭所在位置巷道斷面中心點上方0.5m的垂直中線處，確定為3#加固錨索中首輪加固錨索的施工位置；該處加固錨索的施工參數與1#加固錨索、2#加固錨索保持一致，完成該加固錨索的安裝過程，此時當前迎頭煤壁內同時具有三個加固錨索，分別屬于1#加固錨索、2#加固錨索和3#加固錨索；

⑥然后進行掘進作業，掘進作業的施工距離為步驟一確定的單日掘進進尺；作業后在當前迎頭所在位置垂直中線兩側各0.5m的水平中線處確定為1#加固錨索和2#加固錨索中次輪加固錨索的施工位置；該處加固錨索的施工參數與1#加固錨索和2#加固錨索的首輪加固錨索保持一致，完成該處加固錨索的安裝過程；然后再次進行掘進作業，如此重復，保證后續工作面掘進過程中前方迎頭的煤壁內始終布置有三個加固錨索，直至完成巷道掘進。