CN103967519B - 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法 - Google Patents

复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103967519B
CN103967519B CN201410205452.3A CN201410205452A CN103967519B CN 103967519 B CN103967519 B CN 103967519B CN 201410205452 A CN201410205452 A CN 201410205452A CN 103967519 B CN103967519 B CN 103967519B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mesh reinforcement
steel mesh
lane
goaf
spoil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410205452.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103967519A (zh
Inventor
赵同彬
张玉宝
谭云亮
相啸宇
杨富强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
Shandong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Science and Technology filed Critical Shandong University of Science and Technology
Priority to CN201410205452.3A priority Critical patent/CN103967519B/zh
Publication of CN103967519A publication Critical patent/CN103967519A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103967519B publication Critical patent/CN103967519B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法,首先在采空区一侧架设密集单体支柱、防倒戗柱及钢筋网,构筑一次巷旁挡矸装置,然后重新架设一排密集支柱,回撤原来的密集支柱,钢筋网受矸石侧向压力作用发生变形,架设防倒戗柱,构筑形成二次巷旁挡矸装置,进一步减小了巷旁冒落矸石的侧向压力;最后在二次巷旁挡矸装置的基础上埋设三排带孔钢管,梅花状布置,钢筋网外侧表面喷浆处理,当喷层凝固后,采用注浆泵对每个预埋的带孔钢管依次注浆,构筑形成巷旁矸石注浆支护墙体,本发明加大了巷旁复合顶板的支护强度,防止了巷旁支护体上方顶板发生垮冒,保证了复合顶板的完整性。

Description

复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法
技术领域
[0001] 本发明涉及煤矿采矿方法,尤其涉及复合顶板倾斜煤层沿空留巷方法。
背景技术
[0002] 沿空留巷是在工作面后方沿采空区边界保留一条巷道供下一区段工作面使用,是 煤矿开采技术的一项重大改革。此项技术不仅减少了巷道的掘进量、缓解了采掘接替矛盾, 还具有缩短工作面搬家时间、取消孤岛工作面、提高煤炭资源采出率、防止煤层自然发火及 延长矿井服务年限等诸多优点,同时采用沿空留巷技术在控制煤矿重大事故灾害方面也具 有巨大的优越性。
[0003] 现行的沿空留巷方法主要是采用密集单柱支护、矸石袋堆码支护及巷旁高水充填 支护为主,留巷效果较好,但对于复合顶板倾斜煤层赋存条件,沿空留巷却很难做到。
[0004] 与本发明比较相近的技术是,中国专利公开号CN101864987A公开的一种大倾角 煤层沿空留巷充填墙体的构筑方法,在回采工作面后部的留巷侧架设密集单体支柱,使回 采工作面后部的巷道空间保留,沿密集单体支柱架设防倒戗柱,并在密集单体支柱的靠近 采空区一侧铺设钢筋网与高强纤维布,构筑拦截采空区矸石结构;采空区冒落矸石沿大倾 角底板岩层在自重作用下自行下滑至钢筋网和高强纤维布组成的阻挡矸石结构,等待矸石 堆积到一定程度,对靠近留巷侧的部分冒落矸石进行注浆胶结加固,形成充填墙体,随工作 面的推进,依次循环,直至完成整个沿空留巷充填墙体构筑。由于它的钢筋网是沿着煤层底 板至煤层顶板全断面铺设的,铺设后钢筋网的顶部和底部在同一立面上,当形成矸石墙后, 钢筋网紧贴附于矸石墙表面,钢筋网的顶部和底部没有延伸到矸石墙内,降低了巷旁充填 墙体的整体性,同时煤层赋存存在一定倾角,当采空区矸石冒落后,大量冒落的矸石自溜推 挤在采空区一侧,对巷旁支护结构产生较大的侧向冲击作用力,使得一次构筑的挡矸充填 墙体倾斜失稳,导致留巷失败。另外,由于复合顶板承载能力较弱,松软易碎,在巷旁支护体 上方容易发生顶板垮冒,岩层失去承载与传递载荷的能力,加大了留巷难度。因此对于复合 顶板倾斜煤层条件下,该支护技术亟需改进和发展。
发明内容
[0005] 为了克服现有沿空留巷方法的不足,本发明提供一种利用冒落矸石对复合顶板倾 斜煤层进行加固沿空留巷的方法。
[0006] 为达到上述目的,本发明复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法, 包括以下步骤:
[0007] 第一步、在掘进准备沿空留巷的采煤巷道时,对巷道复合顶板进行锚索、锚杆联合 支护,将复合顶板锚固在坚固的坚硬顶板上,防止复合顶板在沿空留巷过程中跨落;
[0008] 第二步、随着煤层回采工作面向前推进,在采空区侧悬挂有钢筋网,悬挂时,先将 钢筋网顶部固定在采空区侧的两排锚杆之间,此时,钢筋网是一个"「"形,然后紧贴钢筋网 外侧交错布置密集单体液压支柱和带有柱帽的防倒戗柱,密集单体液压支柱和防倒戗柱将 钢筋网向采空侧折叠后压在复合顶板上,形成顶部是双层的"1"形钢筋网;钢筋网底部用地 锚固定在底板岩石中,从而构筑一次巷旁挡矸装置;
[0009] 第三步、随着回采工作面的继续向前推进,采空区矸石自然冒落,冒落的矸石沿着 底板自溜,并被一次巷旁挡矸装置的钢筋网挡住,逐渐堆积直至接近顶板岩石;然后,在靠 近煤壁一侧且距离一次巷旁挡矸装置的一定距离处重新架设一排交错布置的密集单体液 压支柱和带有柱帽的防倒戗柱;此时再回撤一次巷旁挡矸装置的单体液压支柱和防倒戗 柱,使得一次巷旁挡矸装置的钢筋网上部失去阻挡作用,在冒落矸石的侧向力作用下,钢筋 网受力向外挤压突出,在新设的密集单体液压支柱的限制作用下,钢筋网逐渐变形为"["形 状,从而构筑形成二次巷旁挡矸装置;
[0010] 第四步、随着回采工作面的继续向前推进,采空区上方直接顶不断垮落,冒落的矸 石滑落至二次挡矸装置的"["形钢筋网内,逐渐堆积并与煤层顶板接触,形成稳定的矸石 墙;
[0011] 第五步、在形成的矸石墙内埋设上、中、下三排带孔的注浆钢管,三排注浆钢管呈 梅花状布置;
[0012] 在埋设注浆钢管的同时,用喷浆泵向矸石墙喷浆,将钢筋网和矸石墙表面封闭在 一起,形成喷衆支护层;
[0013] 第六步、当喷浆支护层凝固后,采用注浆泵对每个预埋的注浆钢管依次注水泥浆 液,浆液凝固稳定后,构筑成钢筋网--钢管--冒落矸石复合承载墙体;
[0014] 第七步、随着工作面的推进,依次拆除防倒戗柱、柱帽和密集单体支柱;继续循环 上述步骤,直至整个沿空留巷完成。
[0015] 上述方法构筑的沿空留巷支护结构是:它是在靠近采空区侧设有凹面朝向采空区 的"["形状的钢筋网,钢筋网顶部平面固定在采空区侧的两排锚杆之间,钢筋网底部平面锚 固在在底板岩石中,钢筋网内堆砌有采空区自然冒落形成的矸石墙,钢筋网和矸石墙表面 有一层喷浆支护层,矸石墙中埋设有带孔注浆钢管,通过注浆钢管在矸石墙中注有水泥浆 液,水泥浆液凝固后,从而沿着巷道在采空侧构筑成钢筋网--钢管--矸石复合承载墙体。
[0016] 本发明的有益效果:
[0017] 本发明留巷方法构筑的复合承载墙体钢筋网顶面和底面都被矸石挤压在墙体中, 一次、二次巷旁挡矸装置有效阻挡了倾斜煤层巷旁冒落的大量自溜矸石,减小了冒落矸石 对巷旁支护结构造成的侧向压力,防止了矸石涌入回采巷道造成安全事故,保证了工作面 正常生产;由于在掘进准备沿空留巷的采煤巷道时,对巷道复合顶板进行锚索、锚杆联合支 护,回采时复合承载墙体上方的两排锚杆有效抑制了由于一侧煤层开采使得复合顶板发生 严重破碎的现象,保证了复合顶板的完整性,提高了顶板的承载能力,防止了在巷旁支护体 上方发生顶板垮冒,对保持巷旁支护结构的稳定具有重要作用;另外本发明利用巷旁堆积 至接顶的冒落矸石,注浆形成充填墙体,提高了巷道支护系统的整体强度,节约了大量支护 材料和充填材料,施工工艺简单,劳动强度降低,提高了工作面的开采效率,改善了回采巷 道内的作业环境。
附图说明
[0018] 图1是本发明中沿空留巷巷旁支护施工布局示意图;
[0019] 图2是图1中A-A剖面示意图;
[0020] 图2a是图1的局部放大图;
[0021] 图3是图1中B-B剖面示意图;
[0022] 图3a是图3的局部放大图;
[0023] 图4是图1中C-C剖面示意图;
[0024] 图5是本发明中一次挡矸装置形成的"1 "形钢筋网立体图;
[0025] 图6是本发明中二次挡矸装置形成的"["形钢筋网立体图。
[0026] 图中1-煤层;2-矸石;3-复合顶板;4-底板;5-单体液压支柱;6-柱帽;7-钢筋 网;8-坚硬顶板;9-注衆钢管;10-砰石墙;11-俄柱;12-回米工作面;13-地销;14-销索; 15-喷浆支护层;16-锚杆。
具体实施方式
[0027] 下面根据附图详细说明本发明的方法
[0028] 第一步、如图1所示,在掘进准备沿空留巷的采煤巷道时,对巷道复合顶板进行锚 索14、锚杆16联合支护,将复合顶板3锚固在坚固的坚硬顶板8上,防止复合顶板3在沿空 留巷过程中跨落;
[0029] 第二步、随着煤层1回采工作面向前推进,在采空区侧悬挂有钢筋网7,悬挂时,先 将钢筋网7顶部固定在采空区侧的两排锚杆16上,此时,钢筋网7是一个"「"形,然后紧贴 钢筋网7外侧交错布置密集单体液压支柱5和带有柱帽6的防倒戗柱11,密集单体液压支 柱5和防倒戗柱11将钢筋网7向采空侧折叠后压在复合顶板3上,形成图5所示的顶部是 双层的"Γ形钢筋网(见图2、图2a和图5);钢筋网7底部用地锚13固定在底板4岩石中, 从而构筑一次巷旁挡矸装置;
[0030] 第三步、随着回采工作面12的继续向前推进,采空区矸石2自然冒落,冒落的矸 石沿着底板4自溜,并被一次巷旁挡矸装置的"1 "形钢筋网挡住,逐渐堆积直至接近顶板岩 石;然后,在靠近煤壁一侧且距离一次巷旁挡矸装置的一定距离处重新架设一排交错布置 的密集单体液压支柱5和带有柱帽6的防倒戗柱11 ;此时再回撤一次巷旁挡矸装置的单体 液压支柱和防倒戗柱,使得一次巷旁挡矸装置的钢筋网7上部失去阻挡作用,在冒落矸石 的侧向力作用下,钢筋网7受力向外挤压突出,在新设的密集单体液压支柱5的限制作用 下,钢筋网7逐渐变形为"["形状(见图3、图3a和图6),从而构筑形成二次巷旁挡矸装 置;
[0031] 第四步、随着回采工作面的继续向前推进,采空区上方直接顶不断垮落,冒落的矸 石滑落至二次挡矸装置的"["形钢筋网内,逐渐堆积并与煤层复合顶板3接触,形成稳定的 矸石墙;
[0032] 第五步、在形成的矸石墙内埋设上、中、下三排带孔的注浆钢管9,三排注浆钢管9 呈梅花状布置;
[0033] 在埋设注浆钢管9的同时,用喷浆泵向矸石墙喷浆,将钢筋网7和矸石墙表面封闭 在一起,形成喷衆支护层;
[0034] 第六步、当喷浆支护层凝固后,采用注浆泵对每个预埋的注浆钢管9依次注水泥 浆液,浆液凝固稳定后,构筑成钢筋网--钢管--冒落矸石复合承载墙体;
[0035] 第七步、随着工作面的推进,依次拆除防倒戗柱11、柱帽6和密集单体液压支柱5 ; 继续循环上述步骤,直至整个沿空留巷完成,从而构筑出如图4所示的支护结构。
[0036] 从图4可以看出,构筑的支护结构是在靠近采空区侧设有凹面朝向采空区的"[" 形状的钢筋网7,钢筋网7顶部平面固定在采空区侧的两排锚杆16之间,钢筋网7底部平 面锚固在在底板4岩石中,钢筋网7内堆砌有采空区自然冒落形成的矸石墙10,钢筋网7 和矸石墙10表面有一层喷浆支护层15,矸石墙10中埋设有带孔注浆钢管9,通过注浆钢管 9在矸石墙中注有水泥浆液,水泥浆液凝固后,从而沿着巷道在采空侧构筑成钢筋网--钢 管一矸石复合承载墙体。

Claims (2)

1. 一种复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法,其特征在于,包括以下 步骤: 第一步、在掘进准备沿空留巷的采煤巷道时,对巷道复合顶板进行锚索、锚杆联合支 护,将复合顶板锚固在坚固的坚硬顶板上,防止复合顶板在沿空留巷过程中跨落; 第二步、随着煤层回采工作面向前推进,在采空区侧悬挂有钢筋网,悬挂时,先将钢筋 网顶部固定在采空区侧的两排锚杆之间,此时,钢筋网是一个"「"形,然后紧贴钢筋网外侧 交错布置密集单体液压支柱和带有柱帽的防倒戗柱,密集单体液压支柱和防倒戗柱将钢筋 网向采空区侧折叠后压在复合顶板上,形成顶部是双层的"1"形钢筋网;钢筋网底部用地 锚固定在底板岩石中,从而构筑一次巷旁挡矸装置; 第三步、随着回采工作面的继续向前推进,采空区矸石自然冒落,冒落的矸石沿着底板 自溜,并被一次巷旁挡矸装置的钢筋网挡住,逐渐堆积直至接近顶板岩石;然后,在靠近煤 壁一侧且距离一次巷旁挡矸装置的一定距离处重新架设一排交错布置的密集单体液压支 柱和带有柱帽的防倒戗柱;此时再回撤一次巷旁挡矸装置的密集单体液压支柱和防倒戗 柱,使得一次巷旁挡矸装置的钢筋网上部失去阻挡作用,在冒落矸石的侧向力作用下,钢筋 网受力向外挤压突出,在新设的密集单体液压支柱的限制作用下,钢筋网逐渐变形为"["形 状,从而构筑形成二次巷旁挡矸装置; 第四步、随着回采工作面的继续向前推进,采空区上方直接顶不断垮落,冒落的矸石滑 落至二次挡矸装置的"["形钢筋网内,逐渐堆积并与煤层顶板接触,形成稳定的矸石墙; 第五步、在形成的矸石墙内埋设上、中、下三排带孔的注浆钢管,三排注浆钢管呈梅花 状布置; 在埋设注浆钢管的同时,用喷浆泵向矸石墙喷浆,将钢筋网和矸石墙表面封闭在一起, 形成喷浆支护层; 第六步、当喷浆支护层凝固后,采用注浆泵对每个预埋的注浆钢管依次注水泥浆液,浆 液凝固稳定后,构筑成钢筋网--钢管--冒落矸石复合承载墙体; 第七步、随着工作面的推进,依次拆除防倒戗柱、柱帽和密集单体液压支柱;继续循环 上述步骤,直至整个沿空留巷完成。
2. -种利用权利要求1所述方法构筑的沿空留巷支护结构,其特征在于,它是在靠近 采空区侧设有凹面朝向采空区的"["形状的钢筋网,钢筋网顶部平面固定在采空区侧的两 排锚杆之间,钢筋网底部平面锚固在在底板岩石中,钢筋网内堆砌有采空区自然冒落形成 的矸石墙,钢筋网和矸石墙表面有一层喷浆支护层,矸石墙中埋设有带孔注浆钢管,通过 注浆钢管在矸石墙中注有水泥浆液,水泥浆液凝固后,从而沿着巷道在采空侧构筑成钢筋 网--钢管--矸石复合承载墙体。
CN201410205452.3A 2014-05-15 2014-05-15 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法 Active CN103967519B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410205452.3A CN103967519B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410205452.3A CN103967519B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103967519A CN103967519A (zh) 2014-08-06
CN103967519B true CN103967519B (zh) 2015-10-07

Family

ID=51237477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410205452.3A Active CN103967519B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103967519B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110130978A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 徐州和盛矿业科技有限公司 一种充填复采小窑破坏区厚煤层破碎煤帮封堵方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105822344A (zh) * 2015-01-09 2016-08-03 四川省科建煤炭产业技术研究院有限公司 一种沿空留巷采空区充填承载方法
CN104929666A (zh) * 2015-04-30 2015-09-23 中国矿业大学 一种软弱顶板断顶沿空留巷方法
CN105604552B (zh) * 2015-12-21 2017-10-10 冀中能源集团有限责任公司 一种固体材料充填采煤沿空留巷方法
CN105715297B (zh) * 2016-01-26 2018-01-30 山东科技大学 急倾斜煤层沿空留巷矸石治理方法
CN106194227B (zh) * 2016-08-08 2019-02-12 何满潮 沿空留巷控帮装置及沿空留巷控帮施工方法
CN108678769B (zh) * 2018-05-16 2020-03-06 山东科技大学 深部回采巷道锚注切顶主控留巷方法
CN108868857A (zh) * 2018-06-11 2018-11-23 中国神华能源股份有限公司 挡矸铺网设备及挡矸铺网方法
CN109098712A (zh) * 2018-08-29 2018-12-28 中国神华能源股份有限公司 一种沿空留巷的施工方法
CN108979638B (zh) * 2018-09-10 2020-01-03 四川达竹煤电(集团)有限责任公司金刚煤矿 采煤巷道楔形再生墙与单腿棚梁复合沿空留巷方法
CN109098752B (zh) * 2018-10-15 2020-02-07 中国矿业大学 一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法
CN109595029B (zh) * 2018-11-16 2019-08-09 山东科技大学 坚硬顶板条件下采空区局部充填支撑结构体及其构筑方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201314241Y (zh) * 2008-11-05 2009-09-23 中国矿业大学 一种内置三维加强筋加固沿空留巷充填墙体结构
CN101864987B (zh) * 2010-06-13 2011-11-02 中国矿业大学 一种大倾角煤层沿空留巷充填墙体的构筑方法
CN102278140A (zh) * 2011-07-05 2011-12-14 徐州贝壳迈宁矿业科技有限公司 一种固体充填采煤垒砌矸石墙沿空留巷法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110130978A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 徐州和盛矿业科技有限公司 一种充填复采小窑破坏区厚煤层破碎煤帮封堵方法
CN110130978B (zh) * 2019-04-30 2020-06-19 徐州和盛矿业科技有限公司 一种充填复采小窑破坏区厚煤层破碎煤帮封堵方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103967519A (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103967519B (zh) 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法
CN101864987B (zh) 一种大倾角煤层沿空留巷充填墙体的构筑方法
CN104929666A (zh) 一种软弱顶板断顶沿空留巷方法
CN102758632B (zh) 岩质地层双初支分层法修建大型地下结构的方法
CN103410515B (zh) 一种三软煤层往复式无煤柱综采方法
CN103470261B (zh) 综采放顶煤采空区原巷道顶板下沿空掘巷的方法
CN102536282B (zh) 一种矿山回采巷道底臌灾害防治方法
CN102071941B (zh) 一种基于综采沿空留巷的砼块错缝纵码成墙方法
CN102720498B (zh) 采煤工作面沿空留巷开采工艺方法
CN104358572B (zh) 大倾角急倾斜煤层自然垮落充填护巷无煤柱开采技术
CN102748040B (zh) 地铁大跨度车站主体结构及其柱拱法施工方法
CN104047613B (zh) 煤矿巷道底板用锚固方法
CN105715297A (zh) 急倾斜煤层沿空留巷矸石治理方法
CN203925576U (zh) 利用采空区冒落矸石构筑的沿空留巷支护结构
CN103114854B (zh) 一种再造人工间柱回采矿柱的方法
CN110529144B (zh) 一种小断面回采巷道混合式超前支护方法
CN106401609A (zh) 一种控制深部巷道底臌的底板卸压加固结构及其施工方法
CN205013013U (zh) 适用于上软下硬地层的暗挖车站支护结构
CN104265294A (zh) 大倾角煤层炮采面无煤柱开采技术
CN105386779A (zh) 浅埋岩层中修建大型地下结构物的拱柱法
CN205422777U (zh) 一种用于顶板不稳定的沿空留巷支护系统
CN102425417A (zh) 易冒顶板锚索毛石墙联合沿空留巷方法
CN110552731A (zh) 一种放顶煤回采巷道注浆锚索支护结构及其超前支护方法
CN105649673A (zh) 一种大倾角煤层巷旁矸混充填沿空留巷方法
CN208564584U (zh) 一种用于控制巷道底鼓的钢管混凝土桩支护结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model