CN109098752A - 一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法，在充填采空区垒砌矸石墙一侧配合模板充填矸石水泥混合物，断面为直角梯形，配合锚杆和金属网固定，加固巷旁支护体。其中，垒砌矸石墙断面为矩形，宽度为1.5m；矸石水泥混合物质量比为4:1，横断面是直角梯形，上底长为2.5～3.0m，斜腰与下底的夹角为75°～85°。在采空区边缘形成沿空留巷的过程中，垒砌矸石墙，采取由里向外、先下后上的顺序，将木模板搭接成型固定梯形的形状填充矸石水泥混合物，并用锚杆和金属网进行固定，确保巷旁支护体的稳定性。该加固方法能够加强巷旁支护体侧向支撑能力，有效控制巷道变形，满足煤矿安全施工生产的要求。

Description

一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法
技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域，涉及一种梯形巷旁支护体，具体涉及一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法，尤其适用于综合机械化固体充填开采的无煤柱沿空留巷工作面。
背景技术
近年来，充填开采技术的发展，给沿空留巷带来了技术上的优势。在充填开采过程中，充填体压实后对顶板有一定的支撑力，巷道上方基本顶并不发生破断，而只是发生弯曲变形，巷道维护相对较容易。随工作面推进，充填采煤沿空留巷上覆顶板下沉量与传统垮落法开采相比增长较缓，应力也相应缓和了许多。为巷道的稳定提供了先决的外部条件。
由于在充填过程中，充填体不断被夯实，巷旁支护体受到夯实过程中的侧向压力；此外，随着充填采煤工作面的推移，在上覆岩层作用下，采空区充填体与巷旁支护体也会被逐步压实，巷旁支护体进一步受到来自充填体压实变形产生的侧向压力。如何降低这种影响，此时就需要加强巷旁支护体的支撑力，从而保持巷道稳定。之前研究的巷旁支护体，其断面均为矩形断面，充填区向巷旁支护体的侧向推力较大，导致巷旁支护体的水平变形较大，其稳定性及强度还有待加强。基于此，本发明的一种充填开采巷旁支护体梯形加固方法，可以有效减弱侧向支撑力，从而减小巷旁支护体的变形，确保支护体的强度和稳定性，并能利用矸石等固体废弃物，提高了煤炭资源采出率，保护矿区的生态环境。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法，是一种有效减弱侧向支撑力、施工简单、更适于充填开采技术的巷旁支护体加固方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，在充填采空区的垒砌矸石墙一侧充填有矸石水泥混合物，所述矸石水泥混合物的断面为直角梯形，直角边与垒砌矸石墙一侧相连；所述矸石水泥混合物配合水平设置的锚杆和竖直设置的金属网实现与垒砌矸石墙的固定，加固充填采空区的巷旁支护体，其中，所述金属网竖直铺设固定在垒砌矸石墙的一侧，所述锚杆水平穿过所述金属网和垒砌矸石墙。
进一步的，所述梯形的矸石水泥混合物加固在垒砌矸石墙靠近充填采空区侧。
进一步的，所述矸石水泥混合物的矸石：水泥的质量比为4:1。
进一步的，所述矸石水泥混合物的高度为接顶接底，上底长为2.5～3.0m，斜腰与下底的夹角为75°～85°。
进一步的，所述垒砌矸石墙的断面为矩形，宽度为1.5m，高度接顶接底。
进一步的，采用Φ20mm×L3200mm双头螺纹式锚杆加金属网进行固定，锚杆间距为600mm，排距为800mm。
上述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构的方法，施工工艺为：
a.在采空区边缘形成沿空留巷的过程中，垒砌矸石墙为沿空留巷的巷旁支护体，垒砌矸石墙的循环步距为一次截深的长度，在充填前迅速完成矸石墙的垒砌；
b.垒砌矸石墙采用由编织袋装满矸石，人工堆砌的方式，由里向外、先下后上的顺序压茬垒砌；与顶板和底板完全接触，受力均匀；
c.将木模板搭接成型梯形形状，斜腰角度为75°～85°，在垒砌矸石墙靠近采空区一侧充填矸石水泥混合物；
d.待矸石水泥混合物凝结后，铺设金属网覆盖整个矸石墙面，并安装双头螺纹式锚杆，将金属网、锚杆、垒砌矸石墙、矸石水泥混合物加固成一体，提高矸石墙的强度和稳定性；
e.循环a-e步骤，直至完成整个矸石墙的垒砌和加固。
有益效果：本发明提供的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法，与现有技术相比，具有以下优势：本发明加强了支护体的强度和稳定性，能降低采空区充填体对巷旁支护体的侧向压力，能很好的控制巷道变形，从而提高沿空留巷的质量。该方法能很好地和充填采煤工艺相结合，比较适用于充填采煤前提下的巷旁支护体的加固，具有较大的应用前景。
附图说明
图1是本发明的巷旁支护体侧视图。
图2是本发明的不同加固方法巷旁支护体侧向变形比较分析图。
图中：1—垒砌矸石墙；2—锚杆；3—矸石水泥混合物；4—金属网。
具体实施方式
本发明公开了一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构及方法，在充填采空区垒砌矸石墙一侧配合模板充填矸石水泥混合物，断面为直角梯形，配合锚杆和金属网固定，加固巷旁支护体。其中，垒砌矸石墙断面为矩形，宽度为1.5m；矸石水泥混合物质量比为4:1，横断面是直角梯形，上底长为2.5～3.0m，斜腰与下底的夹角为75°～85°。在采空区边缘形成沿空留巷的过程中，垒砌矸石墙，采取由里向外、先下后上的顺序，将木模板搭接成型固定梯形的形状填充矸石水泥混合物，并用锚杆和金属网进行固定，确保巷旁支护体的稳定性。该加固方法能够加强巷旁支护体侧向支撑能力，有效控制巷道变形，满足煤矿安全施工生产的要求。
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
本发明公开的一种充填开采巷旁支护体梯形加固方法，在充填采空区垒砌矸石墙一侧配合模板充填矸石水泥混合物，断面为直角梯形，配合锚杆和金属网固定，加固巷旁支护体。该加固方法不仅可以提高支护体的强度，梯形斜腰一侧还有效降低采空区充填体施加在支护体上的侧向压力，确保巷旁支护体的稳定。
所述梯形矸石水泥混合物加固在垒砌矸石墙靠近充填采空区侧，矸石水泥混合物质量比为4:1，高度接顶接底，上底长为2.5～3.0m，斜腰与下底的夹角为75°～85°。
所述垒砌矸石墙断面为矩形，宽度为1.5m，高度接顶接底。
采用Φ20mm×L3200mm双头螺纹式锚杆加金属网进行固定，锚杆间排距600×800mm。
所述施工工艺为：
a.在采空区边缘形成沿空留巷的过程中，垒砌矸石墙为沿空留巷的巷旁支护体，垒砌矸石墙的循环步距为一次截深的长度，在充填前迅速完成矸石墙的垒砌。
b.矸石墙采用由编织袋装满矸石，人工堆砌的方式，由里向外、先下后上的顺序压茬垒砌。与顶板和底板完全接触，受力均匀。
c.将木模板搭接成型梯形形状，保证木模板的斜腰角度为75°～85°，在矸石墙靠近采空区一侧充填矸石水泥混合物。
d.待矸石水泥混合物凝结后，铺设金属网覆盖整个矸石墙面，并安装双头螺纹式锚杆，将金属网、锚杆、矸石墙、矸石水泥混合物加固成一体，提高矸石墙的强度和稳定性。
e.循环a-e步骤，直至完成整个矸石墙的垒砌和加固。
实施例
下面结合某采区对本发明的实施作进一步的描述：
如图1所示，某采区充填开采工作面的采高为3m，根据本发明介绍的一种充填开采巷旁支护体梯形加固方法，确定垒砌矸石墙1断面为矩形，宽度为1.5m，高度为3m；梯形矸石水泥混合物3加固在垒砌矸石墙1靠近充填采空区侧，矸石水泥混合物3质量比为4:1，高度接顶接底，为3m，上底长为3.0m，斜腰与下底的夹角为80°，下底长为3.5m；采煤机截齿深度0.8m。
在采空区边缘形成沿空留巷的过程中，垒砌矸石墙1为沿空留巷的巷旁支护体，垒砌矸石墙1的循环步距0.8m，在充填前迅速完成矸石墙1的垒砌。矸石墙1采用由编织袋装满矸石，人工堆砌的方式，由里向外、先下后上的顺序压茬垒砌。与顶板和底板完全接触，受力均匀。将木模板搭接成型梯形形状，保证木模板的斜腰角度为80°，在矸石墙1靠近采空区一侧充填矸石水泥混合物3。待矸石水泥混合物3凝结后，铺设金属网3覆盖整个矸石墙面，采用Φ20mm×L3200mm双头螺纹式锚杆2加金属网4进行固定，锚杆2间排距600×800mm，将金属网4、锚杆2、矸石墙1、矸石水泥混合物3加固成一体，提高矸石墙的强度和稳定性。循环以上操作步骤，直至完成整个矸石墙1的垒砌和加固。
在巷旁支护体中间布置测点，采用十字测量法监测巷旁支护体的侧向变形情况。如图2所示，采用原有的4.5m宽垒砌矸石墙的方法时，侧向变形量为200.6mm；在1.5m垒砌矸石墙侧采用梯形加固结构后侧向变形量分别为111.5mm；侧向变形量减小89.1mm，缩小近45％，有效控制巷旁支护体的侧向变形.
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，其特征在于：在充填采空区的垒砌矸石墙(1)一侧充填有矸石水泥混合物(3)，所述矸石水泥混合物(3)的断面为直角梯形，直角边与垒砌矸石墙(1)一侧相连；所述矸石水泥混合物(3)配合水平设置的锚杆(2)和竖直设置的金属网(4)实现与垒砌矸石墙(1)的固定，加固充填采空区的巷旁支护体，其中，所述金属网(4)竖直铺设固定在垒砌矸石墙(1)的一侧，所述锚杆(2)水平穿过所述金属网(4)和垒砌矸石墙(1)。
2.根据权利要求1所述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，其特征在于：所述梯形的矸石水泥混合物(3)加固在垒砌矸石墙(1)靠近充填采空区侧。
3.根据权利要求1所述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，其特征在于：所述矸石水泥混合物(3)的矸石：水泥的质量比为4:1。
4.根据权利要求1所述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，其特征在于：所述矸石水泥混合物(3)的高度为接顶接底，上底长为2.5～3.0m，斜腰与下底的夹角为75°～85°。
5.根据权利要求1所述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，其特征在于：所述垒砌矸石墙(1)的断面为矩形，宽度为1.5m，高度接顶接底。
6.根据权利要求1所述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构，其特征在于：采用Φ20mm×L3200mm双头螺纹式锚杆加金属网进行固定，锚杆间距为600mm，排距为800mm。
7.根据权利要求1所述的一种充填开采巷旁支护体梯形加固结构的方法，其特征在于施工工艺为：
a.在采空区边缘形成沿空留巷的过程中，垒砌矸石墙(1)为沿空留巷的巷旁支护体，垒砌矸石墙(1)的循环步距为一次截深的长度，在充填前迅速完成矸石墙的垒砌；
b.垒砌矸石墙(1)采用由编织袋装满矸石，人工堆砌的方式，由里向外、先下后上的顺序压茬垒砌；与顶板和底板完全接触，受力均匀；
c.将木模板搭接成型梯形形状，斜腰角度为75°～85°，在垒砌矸石墙(1)靠近采空区一侧充填矸石水泥混合物(3)；
d.待矸石水泥混合物(3)凝结后，铺设金属网(4)覆盖整个矸石墙面，并安装双头螺纹式锚杆(2)，将金属网(4)、锚杆(2)、垒砌矸石墙(1)、矸石水泥混合物(3)加固成一体，提高矸石墙的强度和稳定性；
e.循环a-e步骤，直至完成整个矸石墙的垒砌和加固。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110145362A (zh) * 2019-05-21 2019-08-20 山东东山新驿煤矿有限公司 一种井下人造巷帮及井下巷帮施工方法
CN110318803A (zh) * 2019-07-12 2019-10-11 中国矿业大学 一种利用散体充填材料的条式间隔充填方法
CN113107587A (zh) * 2021-04-19 2021-07-13 太原理工大学 定向排布煤矸石骨料的煤矿胶结充填装置和充填方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3129090A1 (de) * 1981-07-23 1983-03-03 Ruhrkohle Ag, 4300 Essen Verfahren zur hydromechanischen foerderung von fuellstoffen zum verfuellen von bergmaennischen hohlraeumen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
CN101949301A (zh) * 2010-08-30 2011-01-19 山东新矿赵官能源有限责任公司 煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体
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
CN102383857A (zh) * 2011-07-05 2012-03-21 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工艺
CN103967519A (zh) * 2014-05-15 2014-08-06 山东科技大学 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法
CN105317459A (zh) * 2015-11-19 2016-02-10 中国矿业大学(北京) 一种用于控制坚硬顶板大面积垮落灾害的分区充填方法
CN105525927A (zh) * 2016-01-12 2016-04-27 山东科技大学 一种递强混凝土壁分段夹矸让限沿空留巷方法
CN105569726A (zh) * 2015-12-31 2016-05-11 山东深博巷道支护技术有限公司 Gfrp管混凝土墩柱及矸石混凝土墙沿空留巷的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3129090A1 (de) * 1981-07-23 1983-03-03 Ruhrkohle Ag, 4300 Essen Verfahren zur hydromechanischen foerderung von fuellstoffen zum verfuellen von bergmaennischen hohlraeumen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
CN101949301A (zh) * 2010-08-30 2011-01-19 山东新矿赵官能源有限责任公司 煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体
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
CN102383857A (zh) * 2011-07-05 2012-03-21 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工艺
CN103967519A (zh) * 2014-05-15 2014-08-06 山东科技大学 复合顶板倾斜煤层采空区冒落矸石加固沿空留巷方法
CN105317459A (zh) * 2015-11-19 2016-02-10 中国矿业大学(北京) 一种用于控制坚硬顶板大面积垮落灾害的分区充填方法
CN105569726A (zh) * 2015-12-31 2016-05-11 山东深博巷道支护技术有限公司 Gfrp管混凝土墩柱及矸石混凝土墙沿空留巷的方法
CN105525927A (zh) * 2016-01-12 2016-04-27 山东科技大学 一种递强混凝土壁分段夹矸让限沿空留巷方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110145362A (zh) * 2019-05-21 2019-08-20 山东东山新驿煤矿有限公司 一种井下人造巷帮及井下巷帮施工方法
CN110318803A (zh) * 2019-07-12 2019-10-11 中国矿业大学 一种利用散体充填材料的条式间隔充填方法
CN113107587A (zh) * 2021-04-19 2021-07-13 太原理工大学 定向排布煤矸石骨料的煤矿胶结充填装置和充填方法

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