CN103291327A - 一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿山领域,涉及一种控制沿空留巷底鼓的方法。针对沿空留巷底鼓的控制难题,距正在回采采煤工作面后方15~25m的沿空留巷两底角处,施工两个平行的底板钻孔,把两根废旧钢轨分别安装在两个钻孔内作为底板钢桩,再用浮矸充实钢桩和钻孔壁之间的空隙,用木楔楔紧钢桩外露部分与两帮之间的空隙;随采煤工作面推进,按照排距向前逐排施工,直至完成整条沿空留巷的施工。本发明不仅考虑了钢桩较强的抗弯和抗剪能力,而且考虑了钢桩控制底板岩体变形的力学机理,使得控制沿空留巷底鼓的效果更好。其施工方法简单、操作方便;材料为废旧钢轨,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制矿山巷道底鼓的方法,尤其是一种适用于沿空留巷底鼓的控制方法。
背景技术
在采矿业绿色开采、科学开采的发展方向下,沿空留巷技术在国内外许多矿井得到广泛的应用,不断体现出该技术在成巷速度、煤炭采出率和瓦斯治理等方面的优越性。但是,工程现场表明,沿空留巷技术还不完善,在应用中仍存在着诸多难题,其中底鼓问题尤为严重,有的巷道最大底鼓量近1000mm,最大底鼓速度达95mm/d。卧底后,底鼓仍继续发展。在深井开采中,沿空留巷底鼓问题更加突出,最大底鼓量可占到巷道高度的50%,导致巷道必须进行二次翻修,失去了沿空留巷的实际意义,这严重制约着沿空留巷技术的发展和应用。
传统的巷道底鼓控制技术为加固法和卸压法,加固法是控制矿井巷道底鼓最常用的一种方法,主要有底板注浆、底板锚杆、封闭式支架、混凝土反底拱等,其控制机理为提高加固区内底板岩层的抗变形能力。卸压法主要有底板切缝、两帮切缝、钻孔、松动爆破、卸压煤柱等,其控制机理是使底板岩层处于应力降低区。这些方法对处于较差应力环境下的沿空留巷底板,虽然可以起到一定的控制作用,但其控制能力有限,并且施工程序复杂,成本高,在沿空留巷工程现场一般不使用。而工程现场常用的卧底方法,既不经济又不能从根本上解决沿空留巷底鼓控制难题。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种施工方法简单、成本低、效果好的控制沿空留巷底鼓的钢桩方法。
技术方案:一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,步骤如下:
(1)对正在实施沿空留巷技术的巷道,清理距正在回采采煤工作面后方15~25m处施工现场的障碍物;
(2)在沿空留巷底板上,分别距两底角200~300mm处,确定两个平行桩位,钻机放置在将要打钻的桩位点;
(3)启动钻机,打好直径为90~100mm,长度为1500~3500mm,纵向夹角α为10°~20°的两个钻孔;
(4)把两根型号为11kg/m、15kg/m或18kg/m、长度为1800~3800mm的废旧钢轨,分别安装在两个钻孔内作为底板钢桩,安装时钢轨轨底面平行于巷道轴向,轨底面的外法线指向巷道外侧,外露长度为300mm;
(5)用粒径为2~10mm的浮矸充实钢桩和钻孔壁之间的空隙;
(6)用优质木料的木楔楔紧钢桩外露部分与两帮之间的空隙;
(7)随采煤工作面推进,重复上述步骤,按照800~2000mm的排距向前逐排施工,直至完成整条沿空留巷的施工。
有益效果:
(1)底板钢桩较强的抗弯能力可有效抵抗沿空留巷底板岩体的变形;底板钢桩较强的抗剪能力可阻止沿空留巷底板塑性区岩体的滑动;底板钢桩间岩体存在起拱效应,可充分调动桩间及邻近岩体的承载能力,达到共同抵抗沿空留巷底板变形的作用;底板钢桩起到类似帷幕作用,减小应力场对沿空留巷底板岩体的作用效应。通过以作用,该发明可很好控制沿空留巷底鼓;
(2)底板钢桩为废旧钢轨,成本低;
(3)该发明施工简单、操作方便,只需要在沿空留巷底板上安设两排钢桩,比普通底板锚杆或锚索的支护工艺还简单,不需要专门的人员和设备。
附图说明
图1是本发明的用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法示意图。
图中:1-巷道,2-两帮,3-底板,4-底角,5-钻孔,6-钢桩,7-浮矸,8-木楔。
具体实施方式
某矿为缓解采掘接替紧张的局面,在采煤工作面回采过程中,采用沿空留巷技术将本工作面的运输巷道保留下来,作为下一工作面的回风巷道使用。实施过沿空留巷技术巷道的围岩变形监测结果表明:在下一工作面回采前巷道底鼓量最大达1000mm,采用卧底法和加固法也未能解决这一难题。为保证沿空留巷技术的实施和矿井的安全高效生产,对正在实施沿空留巷技术的巷道,实施了控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述:
1)对正在实施沿空留巷技术的巷道1,清理距正在回采采煤工作面后方15m处施工现场的障碍物;
2)在沿空留巷底板3上,分别距两底角4的200mm处,确定两个平行桩位,钻机放置在将要打钻的桩位点;
3)启动钻机,打好直径为90mm,长度为1500mm,纵向夹角α为10°的两个钻孔5;
4)把两根型号为11kg/m、长度为1800mm的废旧钢轨,分别安装在两个钻孔内作为底板钢桩6,安装时钢轨轨底面平行于巷道1轴向,轨底面的外法线指向巷道1外侧,外露长度为300mm;
5)用粒径为2mm的浮矸7充实钢桩6和钻孔壁之间的空隙;
6)用优质木料的木楔8楔紧钢桩外露部分与两帮2之间的空隙;
7)随采煤工作面推进,重复上述步骤,按照800mm的排距向前逐排施工,直至完成整条沿空留巷的施工。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在于其实施步骤包括:
1)对正在实施沿空留巷技术的巷道(1),清理距正在回采采煤工作面后方15~25m处施工现场的障碍物;
2)在沿空留巷(1)的底板(3)上,分别距两底角(4)200~300mm处,确定两个平行桩位,钻机放置在将要打钻的桩位点;
3)启动钻机,按设计角度和长度打好两个钻孔(5);
4)把两根废旧钢轨分别安装在两个钻孔(5)内作为底板钢桩(6),钢桩(6)外露长度为200~400mm;
5)用浮矸(7)充实钢桩(6)和钻孔(5)壁之间的空隙;
6)用木楔(8)楔紧钢桩(6)外露部分与两帮(2)之间的空隙;
7)随采煤工作面推进,重复上述步骤,按照排距向前逐排施工,直至完成整条沿空留巷的施工。
2.根据权利要求1所述的一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在于:所述钻孔(5)的直径为90~100mm,长度为1500~3500mm,纵向夹角α为10°~20°。
3.根据权利要求1所述的一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在于:所述钢桩(6)为11kg/m、15kg/m或18kg/m型号的废旧钢轨,长度为1800~3800mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在于:所述钢桩(6)安装时,钢轨轨底面平行于巷道(1)轴向,轨底面的外法线指向巷道(1)外侧。
5.根据权利要求1所述的一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在:所述钢桩(6)的排距为800~2000mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在于:所述浮矸(7)的粒径控制在2~10mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于控制沿空留巷底鼓的钢桩方法,其特征在:所述木楔(8)的木料为优质木。
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