一种深部无巷旁充填沿空留巷支护结构及支护方法与流程

专利2022-06-29  76


本发明涉及煤矿支护技术领域,尤其涉及一种深部无巷旁充填沿空留巷支护结构及支护方法。



背景技术:

沿空留巷是无煤柱开采的重要技术,具有减少煤柱损失、减少巷道掘进量、提高采掘无碍交接、实现“y”型通风等优点,极大的提高了矿井经济效益以及安全生产。

目前,大多数沿空留巷都采用切顶自动成巷技术,减少了巷道支护难度,但是巷旁支护大多数采用混泥土充填、矸石块、高水材料充填以及喷射混泥土等方法,各种巷旁支护普遍都存在一定缺点,巷旁支护技术的发展缓慢,极大地限制了沿空留巷的大规模运用。



技术实现要素:

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题,从而提供一种安全高效的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构及支护方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:

本发明提供的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其包括:

下柔性材料层,铺设在巷道采空区的底板上;

上柔性材料层,铺设在巷道采空区的顶板上,所述上柔性材料层和下柔性材料层上均间隔地设有多个第一稳定孔和多个第二稳定孔,所述第一稳定孔和第二稳定孔交错设置;

多个液压支柱,沿巷道采空区外侧等间隔设置,每个所述液压支柱包括底座、支柱本体、活杆和顶帽,所述支柱本体竖直向上固定在所述底座上,所述活杆活动地穿设在所述支柱本体内,所述顶帽固定在所述活杆的顶部,所述底座或顶帽与所述第一稳定孔相匹配,当所述顶帽与所述顶板相接触时,所述顶帽与所述顶板之间设置有连接锚索;

第一隔离体,通过第一锚杆固定设置在巷道采空区的侧壁上;

第二隔离体,设置在多个所述液压支柱的内侧,且靠近所述第一隔离体。

进一步地,所述活杆的内部中空,且其上部设有充填口,外部的充填物通过所述充填口充填至所述活杆的内部,所述充填物为矸石以及混泥土浆液。

进一步地,所述上柔性材料层和下柔性材料层上均设有条形置物槽,所述条形置物槽内放置有树脂锚固剂。

进一步地,所述上柔性材料层通过第二锚杆穿过第二稳定孔后固定在所述顶板上。

进一步地,所述第一隔离体和第二隔离体均包括钢筋网和阻燃风筒布,所述阻燃风筒布铺设在所述钢筋网上。

本发明提供的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的支护方法,其包括以下步骤:

s1、在巷道采空区的底板上铺设下柔性材料层;在巷道采空区的侧壁上铺设第一隔离体;

s2、在巷道采空区外侧按照设定距离摆设液压支柱,并使液压支柱的底座穿过下柔性材料层的第一稳定孔后与底板相接触;

s3、对所述液压支柱进行充填;

s4、在巷道采空区的顶板上铺设上柔性材料层,所述液压支柱升高后,其顶帽穿过上柔性材料层的第一稳定孔后与所述顶板相接触,且所述顶板经所述连接锚索连接在所述顶板上;

s5、在液压支柱的内侧铺设第二隔离体。

进一步地,所述步骤s5之后包括步骤:s6、随着工作面的推进,依次回收液压支柱,并倒出所述液压支柱内的充填物便于吊挂运输。

进一步地,所述液压支柱距巷道采空区的外侧距离为200-400mm,相邻两个所述液压支柱之间的间距为800-1000mm。

进一步地,所述第一隔离体和第二隔离体均包括钢筋网和阻燃风筒布,所述钢筋网和阻燃风筒布密闭相搭接处超过80mm,并粘牢。

本发明的有益效果在于:本发明的施工工艺简单,提高了回采工作面推进进度,节约了成本,同时,通过非均称锚索支护与液压支架的结合使用,能够形成稳定高效的支护体系,加强了巷道支护强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的沿空留巷的平面图;

图2是图1沿a-a的剖视图;

图3是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的液压支柱的结构示意图;

图4是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的上柔性材料层或下柔性材料层的结构示意图;

图5是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的上柔性材料层或下柔性材料层的条形置物槽的结构示意图;

图6是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的顶帽的结构示意图;

图7是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的断面图;

图8是本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护方法的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-7所示,本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其包括:

下柔性材料层1,铺设在巷道采空区的底板上;

上柔性材料层2,铺设在巷道采空区的顶板上,上柔性材料层1和下柔性材料层2上均间隔地设有多个第一稳定孔11和多个第二稳定孔12,第一稳定孔11和第二稳定孔12交错设置;

多个液压支柱3,沿巷道采空区外侧等间隔设置,每个液压支柱3包括底座31、支柱本体32、活杆33和顶帽34,支柱本体32竖直向上固定在底座31上,活杆33活动地穿设在支柱本体32内,顶帽34固定在活杆33的顶部,底座31或顶帽34与第一稳定孔11相匹配,当顶帽34与顶板相接触时,顶帽34与顶板之间设置有连接锚索35;本实施例中,充填口36设置在距顶帽34下侧300mm处,充填口36的直径为30mm-40mm,底座31向上300mm处设置有三用阀。

第一隔离体4,通过第一锚杆5固定设置在巷道采空区的侧壁上;

第二隔离体6,设置在多个液压支柱3的内侧,且靠近第一隔离体4。

本发明中,活杆33的内部中空,且其上部设有充填口36,外部的充填物通过充填口36充填至活杆33的内部,本实施例中,充填物36为矸石和混泥土浆液。

本发明中,上柔性材料层2和下柔性材料层1上均设有条形置物槽7,所述条形置物槽7内放置有树脂锚固剂。本发明中,上柔性材料层2与顶板之间、下柔性材料层1与底板之间通过树脂锚固剂固定。

优选地,为了提高结构的稳定性,上柔性材料层2通过第二锚杆8穿过第二稳定孔12后固定在顶板上。具体地,第二锚杆8上具有托盘,第二稳定孔12用于卡住托盘实现锁紧。

优选地,第一隔离体4和第二隔离体6均包括钢筋网和阻燃风筒布,阻燃风筒布铺设在钢筋网上。

参阅图8所示,本发明的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的支护方法,其包括以下步骤:

s1、在巷道采空区的底板上铺设下柔性材料层1;在巷道采空区的侧壁上铺设第一隔离体4;本实施例中,在巷道采空区的侧壁上挂上钢筋网,在钢筋网上铺设阻燃风筒布,形成第一隔离体4,然后,通过打设锚杆固定,并喷浆使钢筋网、阻燃风筒布成为一个整体。

s2、在巷道采空区外侧按照设定距离摆设液压支柱3,并使液压支柱3的底座31穿过下柔性材料层1的第一稳定孔11后与底板相接触;

s3、对液压支柱3进行充填;本实施例中,将充填物从充填口36中装入活杆33的内腔,使充填物装满整个活杆33的内腔,然后,用螺丝将顶帽34固定在活杆33上。

s4、在巷道采空区的顶板上铺设上柔性材料层2,液压支柱3升高后,其顶帽34穿过上柔性材料层2的第一稳定孔11后与顶板相接触,且顶板经连接锚索35连接在顶板上;

s5、在液压支柱3的内侧铺设第二隔离体6,第二隔离体6能起到进一步密封作用,防止互相渗透。

本发明的步骤s5之后包括步骤:s6、随着工作面的推进,依次回收液压支柱3,并倒出液压支柱3内的充填物便于吊挂运输。

优选地,液压支柱3距巷道采空区的外侧距离为200-400mm,相邻两个液压支柱3之间的间距为800-1000mm。

优选地,第一隔离体4和第二隔离体6均包括钢筋网和阻燃风筒布,钢筋网和阻燃风筒布密闭相搭接处超过80mm,并粘牢。

综上所述,本发明的施工工艺简单,提高了回采工作面推进进度,节约了成本,同时,通过非均称锚索支护与液压支架的结合使用,能够形成稳定高效的支护体系,加强了巷道支护强度。

以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。


技术特征:

1.一种深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其特征在于,包括:

下柔性材料层,铺设在巷道采空区的底板上;

上柔性材料层,铺设在巷道采空区的顶板上,所述上柔性材料层和下柔性材料层上均间隔地设有多个第一稳定孔和多个第二稳定孔,所述第一稳定孔和第二稳定孔交错设置;

多个液压支柱,沿巷道采空区外侧等间隔设置,每个所述液压支柱包括底座、支柱本体、活杆和顶帽,所述支柱本体竖直向上固定在所述底座上,所述活杆活动地穿设在所述支柱本体内,所述顶帽固定在所述活杆的顶部,所述底座或顶帽与所述第一稳定孔相匹配,当所述顶帽与所述顶板相接触时,所述顶帽与所述顶板之间设置有连接锚索;

第一隔离体,通过第一锚杆固定设置在巷道采空区的侧壁上;

第二隔离体,设置在多个所述液压支柱的内侧,且靠近所述第一隔离体。

2.如权利要求1所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其特征在于,所述活杆的内部中空,且其上部设有充填口,外部的充填物通过所述充填口充填至所述活杆的内部,所述充填物为矸石以及混泥土浆液。

3.如权利要求1所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其特征在于,所述上柔性材料层和下柔性材料层上均设有条形置物槽,所述条形置物槽内放置有树脂锚固剂。

4.如权利要求1所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其特征在于,所述上柔性材料层通过第二锚杆穿过第二稳定孔后固定在所述顶板上。

5.如权利要求1所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构,其特征在于,所述第一隔离体和第二隔离体均包括钢筋网和阻燃风筒布,所述阻燃风筒布铺设在所述钢筋网上。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护结构的支护方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1、在巷道采空区的底板上铺设下柔性材料层;在巷道采空区的侧壁上铺设第一隔离体;

s2、在巷道采空区外侧按照设定距离摆设液压支柱,并使液压支柱的底座穿过下柔性材料层的第一稳定孔后与底板相接触;

s3、对所述液压支柱进行充填;

s4、在巷道采空区的顶板上铺设上柔性材料层,所述液压支柱升高后,其顶帽穿过上柔性材料层的第一稳定孔后与所述顶板相接触,且所述顶板经所述连接锚索连接在所述顶板上;

s5、在液压支柱的内侧铺设第二隔离体。

7.如权利要求6所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护方法,其特征在于,所述步骤s5之后包括步骤:s6、随着工作面的推进,依次回收液压支柱,并倒出所述液压支柱内的充填物便于吊挂运输。

8.如权利要求6所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护方法,其特征在于,所述液压支柱距巷道采空区的外侧距离为200-400mm,相邻两个所述液压支柱之间的间距为800-1000mm。

9.如权利要求6所述的深部无巷旁充填沿空留巷支护方法,其特征在于,所述第一隔离体和第二隔离体均包括钢筋网和阻燃风筒布,所述钢筋网和阻燃风筒布密闭相搭接处超过80mm,并粘牢。

技术总结
本发明公开了一种深部无巷旁充填沿空留巷支护结构及支护方法,该结构包括:下柔性材料层,铺设在巷道采空区的底板上;上柔性材料层,铺设在巷道采空区的顶板上,上柔性材料层和下柔性材料层上均间隔地设有多个第一稳定孔和多个第二稳定孔,第一稳定孔和第二稳定孔交错设置;多个液压支柱,沿巷道采空区外侧等间隔设置,每个液压支柱包括底座、支柱本体、活杆和顶帽;第一隔离体,通过第一锚杆固定设置在巷道采空区的侧壁上;第二隔离体,设置在多个液压支柱的内侧,且靠近第一隔离体。本发明施工工艺简单,提高了回采工作面推进进度,同时,通过非均称锚索支护与液压支架的结合使用,能够形成稳定高效的支护体系,加强了巷道支护强度。

技术研发人员:侯俊敏;张庆林;白光超;刘媛媛;王敏;张法才;向喜伟
受保护的技术使用者:新汶矿业集团有限责任公司
技术研发日:2020.03.29
技术公布日:2020.06.09

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