[發明專利]一種快速構筑沿空留巷的支撐結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202110976962.0
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113550763B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 孫偉博;王燕;高雪峰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/00;E21F17/18
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 耿路

1.一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，包括：

上支撐塊(1)，頂部開設有用于放置膨脹劑的第一凹槽(2)，中部開設有用于放置應力應變傳感器(10)的第二凹槽(3)，底部開設有多個第三凹槽(4)；

下支撐塊(5)，底部置于回采煤壁底壁上，頂部開設有多個與第三凹槽(4)一一對應的第四凹槽(6)；

連接筋(7)，設置為多個，用于連接上支撐塊(1)和下支撐塊(5)，各連接筋(7)的頂端插入各第三凹槽(4)內，各連接筋(7)的底端插入第四凹槽(6)內，且各連接筋(7)的底端位于第四凹槽(6)的底壁上方；

兩個中支撐塊(8)，分別對稱設在上支撐塊(1)與下支撐塊(5)之間，且兩個中支撐塊(8)的支撐強度均小于上支撐塊(1)和下支撐塊(5)的支撐強度，兩個中支撐塊(8)上均開設有多個弧形槽(9)，位于兩個中支撐塊(8)上相對設置的兩個弧形槽(9)拼接后嵌套在連接筋(7)上。

2.如權利要求1所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，所述多個連接筋(7)底端均為錐形結構。

3.如權利要求1或2所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，兩個拼接后嵌套在連接筋(7)上的弧形槽(9)與連接筋(7)之間的空隙內填充有多個條形塊，所述多個條形塊與制備中支撐塊(8)的材料相同。

4.如權利要求1所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，相鄰的兩個第三凹槽(4)之間間距為0.75m-0.85m。

5.如權利要求1所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，所述上支撐塊(1)底面和下支撐塊(5)頂面均為矩形。

6.如權利要求5所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，所述上支撐塊(1)底面和下支撐塊(5)頂面均為正方形，該正方形的邊長為3m-3.5m。

7.如權利要求1所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構，其特征在于，所述多個第三凹槽(4)均呈矩陣分布。

8.如權利要求1所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將上支撐塊(1)、下支撐塊(5)以及中支撐塊(8)分別根據巷道斷面尺寸提前預制，且上支撐塊(1)、下支撐塊(5)以及中支撐塊(8)組裝后總高低于沿空留巷的總高100-150mm；

S2：將上述S1預制好的上支撐塊(1)、下支撐塊(5)以及中支撐塊(8)運送至采煤工作面前方5-10m處，并在靠近開采工作面3-5m處開設固定下支撐塊(5)的缺口，并將下支撐塊(5)固定在缺口處，然后將各連接筋(7)底端插入各第四凹槽(6)內，再將各連接筋(7)頂端插入與第四凹槽(6)對應的第三凹槽(4)內；此時用千斤頂將上支撐塊(1)支起，將兩個中支撐塊(8)分別由左右兩側推入上支撐塊(1)和下支撐塊(5)之間，此時設在兩個中支撐塊(8)上的各弧形槽(9)拼接后套在各連接筋(7)的外部，然后向拼接套在各連接筋(7)外部的弧形槽(9)內填充制備多個條形塊，撤去千斤頂，再向第一凹槽(2)內注入定量的水，使膨脹劑膨脹接頂；

S3：隨著工作面開采的推進，為了對采空區一側持續進行支護和封閉，因此按照上述S2將上支撐塊(1)、下支撐塊(5)以及中支撐塊(8)進行組裝，并按順序依次沿巷道布置在靠近采空區一側，并在每隔20-100m的第二凹槽(3)內安裝一應力應變傳感器(10)。

9.如權利要求8所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構的施工方法，其特征在于，組裝后的上支撐塊(1)、下支撐塊(5)以及中支撐塊(8)外側利用槽鋼連接加固。

10.如權利要求8所述的一種快速構筑沿空留巷的支撐結構的施工方法，其特征在于，預制的上支撐塊(1)和下支撐塊(5)均由以下質量分數配比的原料組分制成：煤矸石40-50％、粉煤灰5-10％、水泥18-25％、沙子5-10％、石子10-15％，水9-15％；預制中支撐塊(8)由以下質量分數配比的原料組分制成：煤矸石50-55％、粉煤灰5-10％、水泥15-20％、沙子5-10％、石子5-10％、水10-15％、石棉網1-2％以及交聯劑1-2％。