CN107060836A - 煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法，首先采用插管法超前临时支护顶板，再用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板，煤柱下方切眼两帮采用高强度螺纹钢锚杆支护，采空区下方切眼两帮不进行支护。刷扩后，煤柱下方工作面侧帮也不进行支护。实现了在煤柱与采空区交界处下方的有效锚固，确保施工安全，增大安全系数。

Description

煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法
技术领域
本发明涉及井下巷道支护方法，特别是一种煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法。
背景技术
由于采场超前（或侧向）支承压力作用，采空区边缘煤柱中应力高度集中，且向底板深处传递；而由于煤柱对上覆岩层的支撑作用，煤柱边缘的采空区内应力低于原岩应力，使得煤柱与采空区交界处底板应力呈非均匀分布。在非均匀应力的作用下，煤柱与采空区交界处底板岩层将发生相应的变形，以适应围岩应力环境，从而在交界处底板岩层中形成拉伸破裂区、剪切滑移区，且在垂直方向上，深度越小，破坏越严重。根据现场经验，在水平方向上，从煤柱（体）下方距交界处正下方约3.0~5.0m开始直至过了交界处正下方进入采空区下方约5~8m的范围内，底板破坏最为严重。当底板巷道掘进工作面从交界处下方通过时，由于其顶板在集中应力作用下被破坏，容易离层、冒落，如果得不到有效支护，冒落范围变大后顶板将与上覆采空区沟通，导致更大范围的漏顶、跨顶；另外由于煤柱的支撑作用，煤柱边缘采空区垮落岩石一般胶结不实，存在较大空隙，底板巷道顶板采用传统树脂锚固锚杆支护时无法实现在破裂围岩或采空区内的有效锚固，支护较为困难。
发明内容
本发明提供煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法，以实现对煤柱与采空区交界处下方切眼的有效支护，保障生产安全。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法，包括顶板支护和两帮支护，
——所述的顶板支护，先采用插管法超前临时支护顶板，然后采用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板；所述的插管法是在切眼迎头沿煤层与其顶板夹矸的交界面用钻头钻孔，将圆钢管楔进去，每两根圆钢管间距为150~200mm，沿夹矸层底部的层向打一排；然后用综掘机在钢管下方向前掘进，每掘进600mm即进行顶板的永久支护，每进行4排永久支护即采用插管法进行一排超前临时插管支护；永久支护所用的水力膨胀锚杆直径30mm、长2.5m，破断力大于91kN，注水压力为20~22MPa；W钢带宽度250mm，厚度3mm，长度3.2m，孔间距为750mm，采用双层菱形金属网护顶。水力膨胀锚杆排距500mm，每排5根；
——所述的两帮支护，煤柱下方巷道两帮采用钢筋梯字梁组合螺纹钢锚杆支护，菱形金属网护帮；采空区下方巷道两帮不进行支护，扩刷后煤柱下方工作面侧帮不进行支护；钢筋梯子梁采用Φ12mm的钢筋焊接而成，螺纹钢锚杆直径Φ20mm，长2.2m，排距700mm，间距900mm，每排3根。
进一步地，所述的插管法是用直径32mm的钻头打3.0m深的钻孔，将直径1吋、长3.0m的圆钢管楔进去。
进一步地，两帮支护时，螺纹钢锚杆采用树脂药卷加长锚固，CK2340一支，K2360一支；锚杆托盘为冲击蝶形钢板，托盘尺寸Φ130mm×10mm。
本发明首先采用插管法超前临时支护顶板，再用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板，煤柱下方切眼两帮采用高强度螺纹钢锚杆支护，采空区下方切眼两帮不进行支护。刷扩后，煤柱下方工作面侧帮也不进行支护。实现了在煤柱与采空区交界处下方的有效锚固，确保施工安全，增大安全系数。
附图说明
图1是本发明交界处下方切眼顶板支护布置平面图。
图2是本发明交界处下方切眼顶板支护布置剖面图（沿巷道轴向）。
图中，1——圆钢管；2——水力膨胀锚杆；3——巷道底板；4——W钢带。
具体实施方式
矿界煤柱边缘一定范围内的煤体及其底板，在侧向支承压力作用下被破坏，当下位切眼顶板采用传统树脂锚固锚杆支护时，在破裂的煤体中锚杆锚固效果较差，锚固力极易丧失，切眼顶板稳定性较差，并且在掘进过程中由于顶板较碎，容易冒落。受采动影响，煤柱边缘采空区底板遭到破坏，原有构造裂隙发展、扩大，成为采空区积水向底板深部渗流的通道，使更大范围的底板被积水浸泡，强度大大降低。由于层间距极薄，当切眼掘进至此时，顶板会出现淋水且容易冒落。另外，回采工作面两端垮落岩石受煤柱支撑作用影响重新胶结不实，存在较大空隙，传统树脂锚固锚杆无法在采空区内有效锚固。煤柱下方切眼两帮在侧向支承压力作用下，煤壁容易变酥，片帮，而采空区下方切眼两帮由于所受支承压力作用较小，稳定性较好。
基于此，本发明提供一种煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法，包括顶板支护和两帮支护。
顶板支护
先采用插管法超前临时支护顶板，然后采用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板；所述的插管法是在切眼迎头沿煤层与其顶板夹矸的交界面用钻头钻孔，将圆钢管楔进去，每两根圆钢管间距为150~200mm，沿夹矸层底部的层向打一排；然后用综掘机在钢管下方向前掘进，每掘进600mm即进行顶板的永久支护，每进行4排永久支护即采用插管法进行一排超前临时插管支护；优选地，所述的插管法是用直径32mm的钻头打3.0m深的钻孔，将直径1吋、长3.0m的圆钢管楔进去。
永久支护所用的水力膨胀锚杆直径30mm、长2.5m，破断力大于91kN，注水压力为20~22MPa；W钢带宽度250mm，厚度3mm，长度3.2m，孔间距为750mm，采用双层菱形金属网护顶。水力膨胀锚杆排距500mm，每排5根；
两帮支护
煤柱下方巷道两帮采用钢筋梯字梁组合螺纹钢锚杆支护，菱形金属网护帮；采空区下方巷道两帮不进行支护，扩刷后煤柱下方工作面侧帮不进行支护；钢筋梯子梁采用Φ12mm的钢筋焊接而成，螺纹钢锚杆直径Φ20mm，长2.2m，排距700mm，间距900mm，每排3根。两帮支护时，螺纹钢锚杆采用树脂药卷加长锚固，CK2340一支，K2360一支；锚杆托盘为冲击蝶形钢板，托盘尺寸Φ130mm×10mm。
本发明首先采用插管法超前临时支护顶板，再用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板，煤柱下方切眼两帮采用高强度螺纹钢锚杆支护，采空区下方切眼两帮不进行支护。刷扩后，煤柱下方工作面侧帮也不进行支护。另外，施工前应向煤采空区打钻进行探放水，将采空区积水尽可能地疏干，减轻水对交界处底板的浸泡软化，同时改善工人作业环境。本发明支护设计主要为从矿界煤柱下方向采空区下方掘进导硐时交界处下方的切眼支护。当从采空区下方向矿界煤柱下方刷扩切眼时，亦可采用。
上述施工方法的主要技术要求包括：
（1）采用插管法超前支护顶板后，综掘机掘进时应严格控制截割部距顶板的距离，尽量保证顶板完整，不得触及圆钢管。
（2）应严格控制圆钢管的间距及接茬深度，并保证圆钢管在切眼顶部夹矸层面内平行施工。
（3）永久支护时，顶板金属网必须张紧、搭接牢固，网与网之间搭接10cm，每隔20cm扭一扣联紧。
（4）永久支护顶板时，应顶紧水力膨胀猫杆，使其W钢带贴紧顶板。
（5）水力膨胀锚杆注水压力必须达到20 ~22MPa，注液时间不少于2min。
（7）必须严格按照设计图纸打眼布置锚杆。钻孔深度与锚杆有效长度（钻孔内锚杆长度）误差为0~+50mm。
（8）对于片帮或顶板破碎造成巷道超宽、超高处要及时补打相应的锚杆。

Claims (3)

1.一种煤柱与采空区交界处下方切眼支护方法，其特征在于：包括顶板支护和两帮支护，
——所述的顶板支护，先采用插管法超前临时支护顶板，然后采用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板；所述的插管法是在切眼迎头沿煤层与其顶板夹矸的交界面用钻头钻孔，将圆钢管楔进去，每两根圆钢管间距为150~200mm，沿夹矸层底部的层向打一排；然后用综掘机在钢管下方向前掘进，每掘进600mm即进行顶板的永久支护，每进行4排永久支护即采用插管法进行一排超前临时插管支护；永久支护所用的水力膨胀锚杆直径30mm、长2.5m，破断力大于91kN，注水压力为20~22MPa；W钢带宽度250mm，厚度3mm，长度3.2m，孔间距为750mm，采用双层菱形金属网护顶,水力膨胀锚杆排距500mm，每排5根；
——所述的两帮支护，煤柱下方巷道两帮采用钢筋梯字梁组合螺纹钢锚杆支护，菱形金属网护帮；采空区下方巷道两帮不进行支护，扩刷后煤柱下方工作面侧帮不进行支护；钢筋梯子梁采用Φ12mm的钢筋焊接而成，螺纹钢锚杆直径Φ20mm，长2.2m，排距700mm，间距900mm，每排3根。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的插管法是用直径32mm的钻头打3.0m深的钻孔，将直径1吋、长3.0m的圆钢管楔进去。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：两帮支护时，螺纹钢锚杆采用树脂药卷加长锚固，CK2340一支，K2360一支；锚杆托盘为冲击蝶形钢板，托盘尺寸Φ130mm×10mm。
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