CN110130958A - 一种沿空留巷底鼓的防治方法 - Google Patents

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杨俊哲
潘金
贺安民
何瑞敏
王海兵
郭洋楠
刘具
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Shenhua Shendong Coal Group Co Ltd
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    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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    • E21D20/02Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
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    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings

Abstract

本发明公开了一种沿空留巷底鼓防治方法,包括如下步骤:S1:巷道掘进时,对所述巷道的底板进行锚注;S2:回采期间,在所述巷道的回采侧超前回采工作面进行撕帮,并且在所述撕帮下的所述底板处开掘卸压槽;S3:留巷期间,使用充填体填充所述撕帮。本发明的技术方案根据沿空留巷在掘进、一次采动和留巷三个不同阶段的底鼓特点和应力环境,设计不同阶段的底板支护方案,实现了对巷道底板的动态支护,从巷道掘进起就对巷道底鼓进行了系统性的防治,防治效果好。

Description

一种沿空留巷底鼓的防治方法
技术领域
本发明涉及沿空留巷技术领域,尤其涉及一种沿空留巷底鼓的防治方法。
背景技术
沿空留巷作为一种无煤柱护巷,具有缓解采掘接替紧张,增加煤炭采出率和实现“Y”型通风等优势,在煤炭开采中得到了广泛应用。沿空留巷从巷道掘进之后到工作面回采结束,经历了掘进、一次采动、留巷的过程,服务时间较长;这期间由于沿空留巷的应力环境复杂,导致了沿空留巷的底鼓现象十分严重。
传统的底鼓治理方案是无支护,底鼓严重时通过“卧底”来保证巷道的正常使用,这虽是解决底鼓问题的一种方法,但无法主动防治底鼓的发生,只是被动消除底鼓的影响;此外,“卧底”容易使得巷道围岩失去根基,发生整体大形变。
目前关于底鼓治理的方案均注重在留巷阶段,并未从巷道掘进之后就进行防治,掘巷之后的底鼓会对后期底板变形产生直接影响,因此,需要提供一种从掘进开始就对底鼓进行防治的方法,针对不同阶段底板变形的特征进行系统性防治,从巷道掘进起就对巷道底鼓进行了系统性的防治,防治效果好。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种沿空留巷底鼓的防治方法。
本发明的技术方案提供一种沿空留巷底鼓的防治方法,包括如下步骤:
S1:巷道掘进时,对所述巷道的底板进行锚注;
S2:回采期间,在所述巷道的回采侧超前回采工作面进行撕帮,并且在所述撕帮下的所述底板处开掘卸压槽;
S3:留巷期间,使用充填体填充所述撕帮。
进一步的,所述步骤S1,具体为:
在所述巷道已完成支护的位置,使用注浆锚杆对所述底板进行锚注。
更进一步的,所述底板的上层为直接底,下层为基本底;所述注浆锚杆的长度大于所述底板的直接底的厚度,深入到所述底板的基本底中。
所述步骤S2,进一步包括:
S21:在所述巷道的所述回采侧沿所述巷道的延伸方向将煤挖出,形成所述撕帮;
S22:在所述步骤S21完成后,在所述撕帮下方的所述底板处,沿所述巷道的延伸方向开掘出所述卸压槽。
具体的,所述撕帮超前于所述回采工作面5-10m。
进一步的,所述撕帮宽度大于所述卸压槽宽度。
进一步的,所述卸压槽的深度大于所述底板的所述直接底的厚度。
所述步骤S3,进一步包括:
S31:用所述充填体封住所述卸压槽的槽口,使所述卸压槽内为中空状态;
S32:在所述步骤S31完成后,自所述卸压槽的槽口沿所述撕帮的高度方向用所述充填体筑起墙体,使所述墙体填充所述撕帮。
进一步的,所述墙体的外侧与所述卸压槽的外侧平齐,且所述墙体的厚度大于所述卸压槽的宽度。
进一步的,所述充填体为膏状混凝土。
采用上述技术方案后,具有如下有益效果:
根据沿空留巷在掘进、一次采动和留巷三个不同阶段的底鼓特点和应力环境,设计不同阶段的底板支护方案,实现了对巷道底板的动态支护。
附图说明
参见附图,本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解:这些附图仅仅用于说明的目的,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:
图1是本发明一实施例中沿空留巷底鼓防治的流程图;
图2是本发明一实施例中沿空留巷的位置示意图;
图3是本发明一实施例中掘进时期巷道的断面图;
图4是本发明一实施例中回采时期撕帮处的断面示意图;
图5是本发明一实施例中留巷时期巷道的断面图。
附图标记对照表:
图2:采煤工作面01、填充体支护02、巷旁支护施工区域03;
图3-5:巷道底板1、直接底11、基本底12、注浆锚杆2、回采侧3、撕帮4、卸压槽5、墙体6。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解,根据本发明的技术方案,在不变更本发明实质精神下,本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此,以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的,它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
沿空留巷的自掘进起,服务期间经历了掘进、一次回采、留巷三个阶段。如图2所示,首先掘进巷道,在巷道掘进完成后,沿着巷道的延伸方向A对煤壁进行一次回采,随着采煤工作面01的推进,采煤工作面01后方开采为采空区,在采煤工作面01后方通过构筑巷旁填充体支护02将巷道保留下来,沿着采空区保留下来的巷道即为沿空留巷,图2中02区域为保留下来的沿空留巷的巷旁支护结构,03区域为正在施工的巷旁支护区域。
本实施例的沿空留巷底鼓的防治方法,如图1所示,包括如下步骤:
S1:巷道掘进时,对巷道的底板进行锚注;
步骤S1具体为:在巷道已完成支护的位置,使用注浆锚杆对底板进行锚注,并且注浆锚杆的长度大于底板的直接底的厚度,深入到底板的基本底中。
如图3所示,巷道掘进期间,在巷道底板1中均匀插入注浆锚杆2,巷道底板1上层为直接底11,下层为基本底12,注浆锚杆1的长度需大于直接底11的厚度,以使注浆锚杆2能锚固在基本底12的岩层中;之后通过注浆锚杆2向巷道底板1进行注浆,以增强巷道底板1的抗变形能力,防止巷道掘进期间底板变形直接影响后期底鼓的大小。
现有的锚注技术应用在巷道出现底鼓后,对巷道底板的强度进行加强,作为巷道出现底鼓后的一种补救措施;本发明中自巷道掘进起便对底板进行锚注,加强底板的强度以抵抗水平应力,减少底鼓产生。需要说明的是,需在巷道支护完成后,才可进行锚注。一般锚注区域在掘进工作面后方约20m的位置,随着巷道的掘进,掘进工作面后方20m处的支护已经完成,方可进行锚注施工。
S2:如图4所示,回采期间,在巷道的回采侧3超前回采工作面进行撕帮,并且在撕帮4下的底板1处开掘卸压槽5;进一步包括如下步骤:
S21:在巷道的回采侧3沿巷道的延伸方向将煤挖出,形成撕帮4;
S22:在步骤S21完成后,在撕帮4下方的底板1处,沿巷道的延伸方向挖掘出卸压槽5。
具体的,随着回采工作面的推进,巷道回采侧3煤帮被采空,巷道顶板会塌陷,为了保留巷道,需超前回采工作面对巷道进行支撑,避免巷道回采侧3采空时,巷道回采侧3因没有煤帮支撑发生塌陷,因此,需超前于回采工作面5-10m进行撕帮,为后续填充撕帮对巷道进行支撑提供足够的施工时间,保证当回采工作面推进过程中,回采工作面一侧的巷道均已完成支撑。
为便于卸压槽5的开掘,撕帮4的宽度需大于卸压槽5的宽度,在本实施例中,撕帮4宽度为2-3m,卸压槽5宽度为1m;在撕帮4形成后的巷道回采侧3的煤帮与卸压槽5几乎平行,回采侧3煤帮与卸压槽5外侧之间的距离约1-2m,以便于施工人员在从两侧进行卸压槽5的开掘。
卸压槽5为底板1提供了变形空间,从而减少巷道底板1的底鼓量:如图4所示,煤帮下的底板1承受了来自煤帮的垂直应力a,在垂直应力a的作用下,底板1产生了从两侧向巷道中部的水平应力b,将底板1向巷道挤压,从而产生了底鼓;本发明的技术方案在巷道底板1中开掘卸压槽5,为底板1提供了变形空间,底板1在水平应力b的作用下,向卸压槽5中挤压,有足够的变形空间,能有效防治底鼓。
此外,为了将底板1的应力尽量向深部转移,卸压槽5的深度应大于底板1的直接底11的厚度,卸压槽5需直接挖掘到基本底11岩层中。
S3:如图5所示,留巷期间,使用充填体填充撕帮4,步骤S3进一步包括如下步骤:
S31:用充填体封住卸压槽5的槽口,使卸压槽5内为中空状态;
S32:在所述步骤S31完成后,自卸压槽5的槽口沿撕帮的高度方向用充填体筑起墙体6,使墙体6填充撕帮4。
在本实施例中,采用膏状混凝土作为充填体进行填充,在填充时,先将卸压槽5的槽口封住,使卸压槽5内呈中空状态,为底板1提供足够的变形空间,减少底鼓的产生。
将卸压槽5封住后,自泄压槽5的槽口位置沿撕帮4的高度方向用充填体筑起墙体6,墙体6给巷道上方岩层的水平应力c提供了反向支撑力,作为巷道回采侧3的支护体,防止回采侧3开采后行程采空区使巷道塌陷;同时墙体6给直接底11的压曲提供一个反力,在减少底鼓产生的同时,也减少了墙体6向留巷空间内移。
在修筑墙体6时,墙体6的厚度大于卸压槽5的宽度,避免墙体6发生塌陷,影响卸压槽5的卸压效果,在本实施例中,墙体6的外侧与卸压槽5的外侧平齐,且需保证墙体6内侧超过卸压槽5至少0.5m,实际厚度根据巷道情况设置。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在本发明原理的基础上,还可以做出若干其它变型,也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种沿空留巷底鼓防治方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:巷道掘进时,对所述巷道的底板进行锚注;
S2:回采期间,在所述巷道的回采侧超前回采工作面进行撕帮,并且在所述撕帮下的所述底板处开掘卸压槽;
S3:留巷期间,使用充填体填充所述撕帮。
2.根据权利要求1所述的一种沿空留巷底鼓防治方法,其特征在于,所述步骤S1,具体为:
在所述巷道已完成支护的位置,使用注浆锚杆对所述底板进行锚注。
3.根据权利要求2所述的一种沿空留巷底鼓防治方法,其特征在于,所述底板的上层为直接底,下层为基本底;所述注浆锚杆的长度大于所述底板的直接底的厚度,深入到所述底板的基本底中。
4.根据权利要求1所述的一种沿空留巷底鼓的防治方法,其特征在于,所述步骤S2,进一步包括:
S21:在所述巷道的所述回采侧沿所述巷道的延伸方向将煤挖出,形成所述撕帮;
S22:在所述步骤S21完成后,在所述撕帮下方的所述底板处,沿所述巷道的延伸方向开掘出所述卸压槽。
5.根据权利要求1所述的一种沿空留巷底鼓的防治方法,其特征在于,所述撕帮超前于所述回采工作面5-10m。
6.根据权利要求1所述的一种沿空留巷底鼓防治方法,其特征在于,所述撕帮宽度大于所述卸压槽宽度。
7.根据权利要求3所述的一种沿空留巷底鼓防治方法,其特征在于,所述卸压槽的深度大于所述底板的所述直接底的厚度。
8.根据权利要求1所述的一种沿空留巷底鼓的防治方法,其特征在于,所述步骤S3,进一步包括:
S31:用所述充填体封住所述卸压槽的槽口,使所述卸压槽内为中空状态;
S32:在所述步骤S31完成后,自所述卸压槽的槽口沿所述撕帮的高度方向用所述充填体筑起墙体,使所述墙体填充所述撕帮。
9.根据权利要求8所述的一种沿空留巷底鼓的防治方法,其特征在于,所述墙体的外侧与所述卸压槽的外侧平齐,且所述墙体的厚度大于所述卸压槽的宽度。
10.根据权利要求8或9所述的一种沿空留巷底鼓的防治方法,其特征在于,所述充填体为膏状混凝土。
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