CN109958459A - 一种松软厚煤层沿底掘进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种松软厚煤层沿底掘进方法，适用5‑7米厚的松软煤层，包括如下步骤：S1对煤层实行沿底截割，并在煤层顶部留下部分煤层；S2对完成截割的巷道进行锚网梁、锚索支护；S3对巷道进行喷浆防护；S4对巷道进行注浆加固。所述S1中的沿底截割具体包括，对煤层进行沿底的横向往复式截割，沿顶及两帮距巷道成型预留部分煤层，最后以小扰动方式垂直掘进预留的沿顶以及两帮部分煤层。形成符合既定巷道断面中腰线的巷道。通过本发明的技术方案有效地解决松软中厚煤层巷道沿底板、留顶煤掘进，煤层松软，抗扰动能力差，围岩难以控制问题。增加了巷道服务年限，提高了支护可靠性和工程质量，减小返修率，有效保障安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采，具体涉及一种松软厚煤层沿底掘进方法。
背景技术
根据煤层赋存特征，我国的煤炭资源中存在大量的厚度为5m-7m的煤层，该类煤层在掘进过程中，如果沿顶沿底掘进，两巷高度过大，巷道围岩控制难度增大，不利于安全生产；如果沿顶板、留底煤掘进，综放开采时，工作面端头处理和超前支护等回采环节较为复杂，不利于安全生产；巷道沿底板、留顶煤掘进对安全高效回采工作是最有利的布置方式，但是由于煤层松软，抗扰动能力差，围岩难以控制，一直是困扰行业生产的主要问题之一。
《一种大硐室掘进方法(200910237883.7)》不适用与松软，节理裂隙发育煤层巷道掘进，不利于巷道围岩维护，对围岩没有自身注浆加固措施。而《用于带有硬夹矸的煤层巷道掘进方法(201710669048.5)》不适用与松软，节理裂隙发育煤层巷道掘进，掘进扰动相对比较大，不利于巷道围岩维护，对围岩没有自身注浆加固措施，不利于安全生产。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于注意力机制的项目级和特征级深度协同过滤推荐算法，包括如下步骤：
本发明的技术方案如下：
一种松软厚煤层沿底掘进方法，包括如下步骤：
S1、对煤层实行沿底截割，并在煤层顶部留下部分煤层；
S2、对完成截割的巷道进行锚网梁、锚索支护；
S3、对巷道进行喷浆防护；
S4、对巷道进行注浆加固。
进一步地，所述步骤S2包括，
巷道顶板支护以及巷道两帮支护。
进一步地，所述巷道顶板支护具体包括，
在顶板处均匀间隔布置若干根相互平行的顶板锚杆，并通过所述顶板锚杆固定网片覆盖顶板处；所述顶板锚杆与所述巷道延伸方向相垂直；在相邻的所述顶板锚杆之间均设置顶板锚索；在所述顶板锚杆以及所述顶板锚索上均匀间隔布置若干个托梁。
进一步地，所述巷道两帮支护具体包括，
在巷帮处均匀间隔布置若干根相互平行的且垂直于巷帮的巷帮锚杆，并通过所述巷帮锚杆固定网片覆盖巷帮处；所述巷帮锚杆与所述巷道延伸方向相垂直；在相邻的所述巷帮锚杆之间均设置巷帮锚索；在所述巷帮锚杆以及所述巷帮锚索上均匀间隔布置若干个托梁；其中最上排巷帮锚杆距巷顶保留一定距离，最上排巷帮锚杆距巷底保留一定距离。
进一步地，所述步骤S3至少包括，及时喷浆以及二次喷浆。
进一步地，所述及时喷浆的喷层厚度20～30mm，巷道裸露时间小于8h。
进一步地，所述二次喷浆的喷层厚度大于100mm，在巷道裸露时间的24小时以内完成。
进一步地，所述步骤S4包括
巷道两帮注浆加固以及巷道顶板注浆加固。
进一步地，所述巷道两帮注浆加固包括，
在巷道两帮布置上、下两排钻孔形成巷帮钻孔，所述巷帮钻孔呈三花布置；往所述巷帮钻孔注浆液。
进一步地，所述巷道顶板注浆加固包括，
在巷道顶板距巷道两帮布置两排钻孔形成巷顶钻孔，所述巷顶钻孔三花布置；往所述巷顶钻注浆液。
进一步地，所述步骤S1中的沿底截割具体包括，
对煤层进行沿底的横向往复式截割，沿顶及两帮距巷道成型预留部分煤层，最后以小扰动方式垂直掘进预留的沿顶以及两帮部分煤层。形成符合既定巷道断面中腰线的巷道。
通过本发明的技术方案有效地解决松软中厚煤层巷道沿底板、留顶煤掘进，煤层松软，抗扰动能力差，围岩难以控制问题。增加了巷道服务年限，提高了支护可靠性和工程质量，减小返修率，有效保障安全生产。
附图说明
图1为巷道掘进示意图；
图2为顶板支护形式与喷浆布置图；
图3为两帮支护形式与喷浆布置图；
图4为沿底掘进巷道断面图；
图5为钻孔注浆示意图；
图6为两帮钻孔开孔位置布置平面图；
图7为两帮注浆钻孔布置剖面图；
图8为下排注浆钻孔布置俯视图；
图9为上排注浆钻孔布置俯视图；
图10为顶板钻孔开孔位置布置平面图；
图11为顶板注浆钻孔布置剖面图；
图12为顶板注浆钻孔布置俯视图。
图中：1-破碎围岩 2-钻孔 3-注浆锚杆 4-封孔器 5-注浆链接头 6-注浆泵 7-水泥浆注浆管 8-水玻璃注浆管 9-水泥浆注料管 10-水玻璃吸料管。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
本发明提出了一种针对于5-7m松软煤层的松软厚煤层沿底掘进方法，具体地包括如下步骤。
步骤一：小扰动掘进
1)掘进巷道为矩形，掘进割煤采用综掘机施工，如图1所示，掘进机按图中1-8的顺序采用横向往复式截割；形成煤层整体垂直截面图图4中中下部的巷道(沿底掘进，保留顶煤)。
2)截割时将截割头调至巷道左帮底角处，由下向上进行截割，两帮及顶板距巷道成型预留300mm煤层(即图1中9-11的顺序)，然后由上往下割掉预留煤层，保证巷道成型。
3)最后进行“锚网梁+锚索”联合支护，保证锚索锚入顶板岩层2.0m。上述截割流程及巷道掘进示意图见图1。
步骤二：联合支护参数
假设煤层厚6m，巷道宽4600mm，高3500mm，“锚网梁+锚索”联合支护设计方案如下：采用高强度锚杆、锚索、钢筋托梁、金属网联合支护。
1)顶板锚杆规格及布置：锚杆规格为MSGLW-500 22/2400，排距为800mm，间距为800mm，每排6根锚杆。锚固方式为树脂加长锚固，锚固长度为1200mm，锚固力要求最小值不小于150kN，预紧力矩不小于400N.m，距巷帮300mm。网片规格及搭接方式：采用金属网，规格为1.4m×5.0m，网孔35mm×35mm。顶网搭接长度不小于100mm，采用双股16#铁丝捆扎，用联网丝按照每米不少于7道联接，间距不大于150mm，每道3扣。锚索规格及布置：锚索规格为SKP22×1/1720·4500，排距为800mm，间距为800mm，锚索距巷帮700mm。锚固方式：加长锚固，锚固长度为1970mm，预紧力涨拉损失后不小于250KN。钢筋托梁：SB—16—80—4400—6。锚杆托板规格为：150mm×150mm×10mm。锚索托板规格为：300mm×300mm×16mm。锚杆(索)角度：锚杆垂直巷顶打设，角锚杆施工30°如图2所示。
2)巷道两帮支护：采用高强度锚杆、钢筋托梁、金属网混合支护。锚杆规格及布置：角度垂直巷帮打设，排距600mm，间距600mm，每排每帮施工6根，最上排锚杆距顶200mm，起锚高度300mm。锚索规格及布置：锚索规格为SKP22×1/1720·4300，排距为1800mm，间距为1800mm，距顶底板分别为800mm、900mm。钢筋托梁：SB—16—80—3300—6，锚杆托板规格及锚索托盘规格同顶部规格。网片规格及搭接方式：采用金属网，规格为1.4m×3.0m，其他规格同顶板网片。顶部金属网与帮部金属网搭接长度不小于100mm，采用双股16#铁丝捆扎，用联网丝按照每米不少于7道联接，间距不大于150mm，每道3扣。其中要求“锚网梁+锚索”支护距掘进煤壁即空顶200mm，如图3所示。
通过本专利技术，形成的松软厚煤层沿底掘进巷道断面效果如图4所示。
步骤三：及时喷浆
“锚网梁+锚索”支护完毕后应该及时喷浆，喷浆时间：分为两次。
1)第一次在巷道支护完成2～3个循环后，及时喷浆，喷层厚度20～30mm，巷道裸露时间小于8h；
2)第二次喷浆滞后喷浆，喷层厚度大于100mm，24小时以内完成；初喷水料重量比为：0.5:1，复喷水料重量比为0.16:1。
步骤四：注浆加固
在以上步骤完成后，对喷浆层出现炸裂，裂缝等，以及两帮，顶底板相对位移达到15mm的区域，进行注浆加固，加固方式如图5所示。方案内容如下：
1)在巷道两帮布置上、下两排钻孔，钻孔呈“三花”布置，下排钻孔开孔高度距离巷道底板1.2m，上排钻孔距离巷道底板2.4m，钻孔钻在四根锚杆之间，采用直径为42mm的巷帮钻机进行施工。为增加下排钻孔注浆过程中承压段长度，钻孔施工过程中迎向切眼有20°水平角，仰角为0°，钻孔长度为4.5m，相邻钻孔间距为6m，上排钻孔施工水平角为0，仰角为30°，钻孔长度为4.5m，相邻钻孔间距为6m，两帮钻孔开孔位置布置平面图如图6，剖面图如图7，下排注浆钻孔布置俯视图如图8，上排注浆钻孔如图9所示。
2)巷道顶板距两帮布置两排钻孔，也呈“三花”布置各距两帮300mm，与巷道顶板垂线呈30°迎向巷帮，钻孔长度以及间排距同巷道两帮。顶板钻孔开孔位置布置平面图如图10，顶板注浆钻孔布置剖面图如图11，顶板注浆钻孔俯视图如图12所示。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对煤层实行沿底截割，并在煤层顶部留下部分煤层；
S2、对完成截割的巷道进行锚网梁、锚索支护；
S3、对巷道进行喷浆防护；
S4、对巷道进行注浆加固。
2.根据权利要求1所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述步骤S2包括，
巷道顶板支护以及巷道两帮支护。
3.根据权利要求2所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述巷道顶板支护具体包括，
在顶板处均匀间隔布置若干根相互平行的顶板锚杆，并通过所述顶板锚杆固定网片覆盖顶板处；所述顶板锚杆与所述巷道延伸方向相垂直；在相邻的所述顶板锚杆之间均设置顶板锚索；在所述顶板锚杆以及所述顶板锚索上均匀间隔布置若干个托梁。
4.根据权利要求2所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述巷道两帮支护具体包括，
在巷帮处均匀间隔布置若干根相互平行的且垂直于巷帮的巷帮锚杆，并通过所述巷帮锚杆固定网片覆盖巷帮处；所述巷帮锚杆与所述巷道延伸方向相垂直；在相邻的所述巷帮锚杆之间均设置巷帮锚索；在所述巷帮锚杆以及所述巷帮锚索上均匀间隔布置若干个托梁；其中最上排巷帮锚杆距巷顶保留一定距离，最上排巷帮锚杆距巷底保留一定距离。
5.根据权利要求1所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述步骤S3至少包括，
及时喷浆以及二次喷浆。
6.根据权利要求5所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述及时喷浆的喷层厚度20-30mm，巷道裸露时间小于8h；
所述二次喷浆的喷层厚度大于100mm，在巷道裸露时间的24小时以内完成。
7.根据权利要求1所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述步骤S4包括
巷道两帮注浆加固以及巷道顶板注浆加固。
8.根据权利要求7所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述巷道两帮注浆加固包括，
在巷道两帮布置上、下两排钻孔形成巷帮钻孔，所述巷帮钻孔呈三花布置；往所述巷帮钻孔注浆液。
9.根据权利要求7所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述巷道顶板注浆加固包括，
在巷道顶板距巷道两帮布置两排钻孔形成巷顶钻孔，所述巷顶钻孔三花布置；往所述巷顶钻注浆液。
10.根据权利要求1-9任一所述的松软厚煤层沿底掘进方法，其特征在于：
所述步骤S1中的沿底截割具体包括，
对煤层进行沿底的横向往复式截割，沿顶及两帮距巷道成型预留部分煤层，最后以小扰动方式垂直掘进预留的沿顶以及两帮部分煤层。
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