CN106930779A - 一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法 - Google Patents

一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，包括以下步骤：设计急倾斜三软煤层回采巷道断面为斜腿微拱异形，斜腿角度与煤层倾角一致；沿煤层顶板掘进回采巷道，采用锚杆与金属网进行支护；对巷道围岩变形进行监测，采用U36型钢制作斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚由斜腿梁、微拱梁、微拱腿及紧固卡缆组成，斜腿梁上端开设U形凹槽，下端焊接防插柱鞋，微拱梁上端焊接U36型钢阻止块，微拱腿下端焊接防插柱鞋，微拱梁下端与微拱腿上端通过三副紧固卡缆连接固定；当围岩变形量达到设计值时，架设斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚排距与锚杆支护排距相等且间隔布置，斜腿微拱异形可缩棚间采用拉杆连接与弯连卡固定。

Description

一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法
技术领域
本发明涉及煤矿巷道支护领域，属于矿山井下巷道布置与围岩控制领域，尤其涉及到矿山井下急倾斜三软煤层回采巷道支护方法。
背景技术
我国急倾斜煤层储量大，约占煤炭总储量的15%～20%，其年产量占全国煤炭总产量的10%左右。现阶段，随着优越煤层开采的逐年减少，急倾斜煤层的开采量呈增加趋势，在开采过程中发现，巷道断面一般采用四边形、五边形及四边异形、五边异形等，其支护方法多采用锚杆（索）支护或锚杆（索）配合注浆等方法，其回采巷道围岩难以得到有效控制，通常表现为急倾斜煤层回采巷道围岩的变形加剧，对急倾斜三软煤层来说，顶板、底板与煤层强度较低，常规断面与支护方式更难以促进回采巷道围岩的稳定。
考虑到开采深度、地质条件、煤层赋存等因素，现有的支护方式有待突破。对以前巷道断面为矩形、梯形、五边形及不规则异形等特性分析，在一系列实验之后，得到一种斜腿微拱异形巷道断面，提出一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，该方法以顶板岩层裸露为基础，设计巷道断面为斜腿微拱异形，在锚杆网一次主动支护的基础上，采用斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护，提高了斜腿微拱可缩异形棚的稳定性，增强了巷道抗压能力，不仅解决了斜腿微拱异形可缩棚的应力释放，也实现了斜腿微拱可缩异形棚的强抗承载。该斜腿微拱异形可缩棚有效增强了巷道支护可缩性，降低了巷道围岩压力突然增加时导致斜腿微拱异形可缩棚的扭曲变形与围岩失稳，实现了急倾斜三软煤层回采巷道围岩的稳定，同时它也起到了围岩控制的预警效果。
发明内容
本发明基于急倾斜三软煤层回采巷道围岩强度低、支护刚度小与断面形状难以合理选择的不足，提出一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，通过沿岩层顶板布置回采巷道，采用锚杆一次主动支护配合斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护的巷道围岩控制方法，旨在解决急倾斜三软煤层回采巷道围岩易产生大变形及破坏失稳的技术难题，以实现急倾斜三软煤层回采巷道围岩稳定的目的。
为解决上述问题，本发明一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，其采取的技术方案是：设计急倾斜三软煤层回采巷道断面为斜腿微拱异形，斜腿角度与煤层倾角一致；沿煤层顶板掘进回采巷道后，对回采巷道进行锚杆支护，采用金属网护表，以控制浅部破碎围岩，完成急倾斜三软煤层回采巷道一次主动支护；对锚杆支护巷道围岩变形进行监测，采用U36型钢制作斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚由斜腿梁、微拱梁、微拱腿及紧固卡缆组成，斜腿梁上端开设U形凹槽，下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋，微拱梁上端焊接U36型钢阻止块，微拱腿下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋，微拱梁下端与微拱腿上端通过三副紧固卡缆连接；当围岩变形量达到设计值时，架设斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚排距与锚杆支护排距相等且间隔布置，斜腿微拱异形可缩棚间采用拉杆连接与弯边卡固定，完成斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护；依次掘进回采巷道进行锚杆与斜腿微拱异形可缩棚支护。
该方法主要包括以下步骤：
步骤一，根据急倾斜三软煤层地质条件及回采巷道使用要求，设计急倾斜三软煤层回采巷道断面为斜腿微拱异形，斜腿角度与煤层倾角一致；
步骤二，沿煤层顶板掘进回采巷道后，对回采巷道进行锚杆支护，采用金属网护表，以控制回采巷道浅部破碎围岩，完成急倾斜三软煤层回采巷道锚杆一次主动支护；
步骤三，对锚杆支护回采巷道围岩变形进行监测，采用U36型钢制作斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚由斜腿梁、微拱梁、微拱腿及紧固卡缆组成，斜腿梁上端开设U形凹槽，下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋，微拱梁上端焊接U36型钢阻止块，微拱腿下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋，微拱梁下端与微拱腿上端通过三副紧固卡缆连接固定；
步骤四，当回采巷道围岩变形量达到设计值时，架设斜腿微拱异形可缩棚，将微拱梁上端安置在斜腿梁上端U形凹槽内，微拱梁上端U36型钢阻止块与斜腿梁接触，斜腿微拱异形可缩棚排距与锚杆支护排距相等且间隔布置，采用矿用木垛进行背板，斜腿微拱异形可缩棚间采用拉杆连接与弯连卡固定，完成斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护；
步骤五，依次掘进回采巷道，进行锚杆与斜腿微拱异形可缩棚支护，完成急倾斜三软煤层回采巷道支护循环。
进一步，在步骤一中，根据实际情况，可进行回采巷道断面预留。
进一步，在步骤二中，锚杆支护预紧力不少于60kN，金属网为菱形铁丝网。
进一步，在步骤三中，斜腿微拱异形可缩棚可缩量通过三副紧固卡缆的紧固程度进行调节。
进一步，在步骤四中，木垛背板与斜腿微拱异形可缩棚垂直，且两头超过斜腿微拱异形可缩棚外缘。
本发明的优点和有益效果是：通过设计急倾斜三软回采巷道斜腿微拱异形断面形状，运用沿煤层顶板布置回采巷道方法，采用锚杆一次主动支护配合斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护的巷道围岩控制技术，达到了急倾斜三软煤层锚杆一次支护应力释放与斜腿微拱异形可缩棚二次支护强抗承载的协同，实现了急倾斜三软煤层回采巷道围岩稳定的目的。
附图说明
图1是实现本发明一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法示意图。
图2是图1的展开示意图。
图中：1为斜腿梁；2为阻止块；3为U形凹槽；4为微拱梁；5为木垛；6为回采巷道；7为金属网；8为拉杆；9为紧固卡缆；10为锚杆；11为微拱腿；12为弯连卡；13为防插柱鞋。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的描述。
本发明提供了一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法。
如图1～2所示，本发明的具体实施方式包括如下步骤：
步骤一，根据急倾斜三软煤层地质条件及回采巷道6使用要求，设计急倾斜三软煤层回采巷道6的断面为斜腿微拱异形，斜腿角度与煤层倾角一致；
步骤二，沿煤层顶板掘进回采巷道6后，对回采巷道6进行锚杆10支护，采用金属网7护表，以控制回采巷道6浅部破碎围岩，完成急倾斜三软煤层回采巷道6锚杆10一次主动支护；
步骤三，对锚杆10支护回采巷道6围岩变形进行监测，采用U36型钢制作斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚由斜腿梁1、微拱梁4、微拱腿11及紧固卡缆9组成，斜腿梁1上端开设U形凹槽3，下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋13，微拱梁4上端焊接U36型钢阻止块2，微拱腿11下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋13，微拱梁4下端与微拱腿11上端通过三副紧固卡缆9连接固定；
步骤四，当回采巷道6围岩变形量达到设计值时，架设斜腿微拱异形可缩棚，将微拱梁4上端安置在斜腿梁1上端U形凹槽3内，微拱梁4上端U36型钢阻止块2与斜腿梁1接触，斜腿微拱异形可缩棚排距与锚杆10支护排距相等且间隔布置，采用矿用木垛5进行背板，斜腿微拱异形可缩棚间采用拉杆8连接与弯连卡12固定，完成斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护；
步骤五，依次掘进回采巷道6，进行锚杆10与斜腿微拱异形可缩棚支护，完成急倾斜三软煤层回采巷道6支护循环。
进一步，在步骤一中，根据实际情况，可进行回采巷道6断面预留。
进一步，在步骤二中，锚杆10支护预紧力不少于60kN，金属网7为菱形铁丝网。
进一步，在步骤三中，斜腿微拱异形可缩棚可缩量通过三副紧固卡缆9的紧固程度进行调节。
进一步，在步骤四中，木垛5背板与斜腿微拱异形可缩棚垂直，且两头超过斜腿微拱异形可缩棚外缘。
本发明不仅仅局限于本实施方式的描述，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据急倾斜三软煤层地质条件及回采巷道使用要求，设计急倾斜三软煤层回采巷道断面为斜腿微拱异形，斜腿角度与煤层倾角一致；
步骤二，沿煤层顶板掘进回采巷道后，对回采巷道进行锚杆支护，采用金属网护表，以控制回采巷道浅部破碎围岩，完成急倾斜三软煤层回采巷道锚杆一次主动支护；
步骤三，对锚杆支护回采巷道围岩变形进行监测，采用U36型钢制作斜腿微拱异形可缩棚，斜腿微拱异形可缩棚由斜腿梁、微拱梁、微拱腿及紧固卡缆组成，斜腿梁上端开设U形凹槽，下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋，微拱梁上端焊接U36型钢阻止块，微拱腿下端焊接厚钢板制作的正方形防插柱鞋，微拱梁下端与微拱腿上端通过三副紧固卡缆连接固定；
步骤四，当回采巷道围岩变形量达到设计值时，架设斜腿微拱异形可缩棚，将微拱梁上端安置在斜腿梁上端U形凹槽内，微拱梁上端U36型钢阻止块与斜腿梁接触，斜腿微拱异形可缩棚排距与锚杆支护排距相等且间隔布置，采用矿用木垛进行背板，斜腿微拱异形可缩棚间采用拉杆连接与弯连卡固定，完成斜腿微拱异形可缩棚二次被动支护；
步骤五，依次掘进回采巷道，进行锚杆与斜腿微拱异形可缩棚支护，完成急倾斜三软煤层回采巷道支护循环。
2.根据权利要求1所述的一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，其特征在于，在步骤一中，根据实际情况，可进行回采巷道断面预留。
3.根据权利要求1所述的一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，其特征在于，在步骤二中，锚杆支护预紧力不少于60kN，金属网为菱形铁丝网。
4.根据权利要求1所述的一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，其特征在于，在步骤三中，斜腿微拱异形可缩棚可缩量通过三副紧固卡缆的紧固程度进行调节。
5.根据权利要求1所述的一种急倾斜三软煤层回采巷道斜腿微拱异形棚支护方法，其特征在于，在步骤四中，木垛背板与斜腿微拱异形可缩棚垂直，且两头超过斜腿微拱异形可缩棚外缘。
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