CN110273707A - 支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体 - Google Patents

Abstract

本发明支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体的目的，是加强迂水膨胀岩层内岩巷的支护。本发明为矿井通风巷道下部上向岩石巷道、密排工字钢支柱密闭墙、吸水体积膨胀岩层内的上部上向岩巷、煤层内的煤巷、直通地面的井筒依次连接。沿上部上向岩巷全长有多根管壁有多个孔洞的筛管连通矿井通风巷道内的水管。上部上向巷道全长充满码放整齐的装满迂水膨胀砂粒的编织物沙袋，自水管向多根筛管内注水，沙袋内的砂粒吸水体积膨胀，挤压全巷道壁各点的岩层，构成支撑全巷道壁岩层式砂粒巷道支护体。本发明适于所有煤矿。

Description

支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体

技术领域 本发明涉及矿井安全，属采矿技术。

背景技术 现有矿井巷道壁岩层的支撑支护方式采用巷道支架，由紧贴巷道两侧岩层的倾斜立柱支撑紧贴巷道上部岩层的横梁构成。相邻立柱钉拉杆，增加巷道支架的稳定性。这种巷道支护方式的优点是便于维修，缺点是巷道支架的立柱、横梁之间的岩层和巷道底部岩层没有支撑支护。

现有煤矿的巷道系统，均由煤层下方使用多年的矿井通风巷道，施工上向岩石巷道进入煤层施工煤层内采煤的煤巷构成通风系统。下部上向岩石巷道周边的岩层为迂水不变形的岩层，上部上向岩石巷道周边岩层为靠近煤层的吸水体积膨胀30％以上的煤质页岩，岩层内渗出的地下水和水蒸气，被通风风流带走，只有少量的吸水膨胀岩层的岩石膨胀垮落，但可人员进入经常维修。但是，在生产煤炭的区域内的煤自燃发火形成火区时，只能长时间断绝风流供氧，使火区及周边氧气燃煤耗尽以灭火。为此，需于上向岩石巷道，沿巷道全断面砌筑砖或混凝土密闭墙。但此后，密闭墙上方的上部上向岩石巷道内，大量积存岩层渗出的水和水蒸气，使巷道上部、底部和两侧的吸水膨胀岩层，连续体积膨胀而垮塌，一是造成沿上向岩石巷道铺设的火区灾害监测设备的电缆和监测信息传输线、灭火水管、损坏，二是造成巷道垮塌、密闭墙倾倒的事故，三是使上向岩石巷道内抽出易爆易燃的煤层内瓦斯的管道损坏，瓦斯积聚爆炸。这都导致灭火失败，事故扩大。

发明内容 本发明支撑全巷道壁岩层式砂粒巷道支护体的目的，是防止现有上向岩石巷道隔断技术中，吸水膨胀岩层内岩巷垮塌、密闭墙损坏的问题。

实施本发明，煤层下方的矿井通风巷道、下部迂水不膨胀岩层内的上向岩石巷道、密排工字钢支柱密闭墙、迂水膨胀岩层内的上部上向岩巷、煤层内的煤巷、直通地面的井筒、井筒在地面的井筒盖板依次相连接。沿上部上向岩石巷道全长悬吊多个管身有多个孔洞的篩管，各筛管连接通达矿井通风巷道的水管。上部上向岩石巷道全长内充满码放整齐的装满迂水膨胀砂粒的编织物沙袋。自矿井通风巷道内的水管向各筛管注水，各沙袋内的砂粒迂水膨胀后，挤压支撑全巷道壁各点的岩层不变形，构成支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体。

实施本发明，密排工字钢支柱密闭墙的结构：巷道的上部岩层内和下部岩层内各施工多个钢锚杆。巷道上部岩层和巷道下部岩层的钢锚杆各固定1根槽钢梁，槽钢背部紧贴岩层，向相对的2根槽钢的槽口内，镶嵌互相紧挨的工字钢支柱。

煤巷连通的火区灾情监测设备的供电电缆和信息传输线材、通往火灾灾区的灭火水管，沿煤巷、井筒通达地面。煤层所含易爆易燃的瓦斯，依次进入相连接的煤层内的瓦斯抽放煤孔、煤巷和井筒内的瓦斯抽放管道、地面瓦斯抽采泵，被抽出流至地面瓦斯用户管道。

实施本发明，还可井筒上口连接地面的的倾斜溜槽，用水将溜槽内的迂水膨胀砂粒冲入井筒、上部上向巷道，水自彼此相挨靠的密排工字钢支柱间的空隙和上部上向岩石巷道内的筛管流出，进入矿井通风巷道，被挡住滞留的砂粒充满上部上向巷道，构成支撑全巷道壁岩层的砂粒充填巷道支护体，隔断上向巷道。

实施本发明，为增加上部上向岩巷周边岩层的致密性，在巷道上部岩层、巷道两侧岩层内，施工多个注水岩孔，每岩孔内插入注水管。注水管连接矿井通风岩巷内的水管。自水管经注水管向岩层孔隙内注入水，使孔隙周边的岩层迂水后膨胀至孔隙闭合。

实施本发明，为增加上向岩石巷道断绝火灾灾区供氧气的可靠性，还可于下部上向岩石巷道底部施工挡水墙，下部上向岩石巷道内充满水。

本发明的优点，在于迂水膨胀岩层内的巷道的顶部、底部、两侧的岩层，均受到免维护、全方位支撑，失去吸水膨胀的空间而保持完整。

附图说明：

图1 现有矿井巷道支护方式图

图中：

1为巷道；2为巷道两侧岩层；3为巷道上部岩层；4为巷道下部岩层；5为巷道支架上部横梁；6为巷道支架两侧倾斜立柱；7为巷道支架固定杆。

图2 支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体图

图中：

8为地面；9为煤层；10为矿井通风巷道；11为下部上向岩石巷道；12为密排工字钢支柱密闭墙；13为迂水体积膨胀岩层内的上部上向岩石巷道；14为煤巷；15为井筒；16为水管；17为篩管；18为码放整齐的装满砂粒的编织袋；19火区；20为供电、信息缆线材和水管；21为煤层内的瓦斯抽放煤孔；22为瓦斯抽放管；23为地面瓦斯抽放泵；24为瓦斯用户管道；25为井筒盖板。

图3 砂水充填构建砂粒充填巷道支护体装置图

图中：

8为地面；10为矿井通风巷道；11为下部上向岩石巷道；12为密排工字钢支柱密闭墙；13为迂水膨胀岩层内的上部上向岩石巷道；14为煤巷；15为井筒；26为倾斜溜槽。

图4 砂粒充满巷道支护体剖面图

图中：

1为上部上向岩石巷道；2为巷道两侧岩层；3为巷道顶部岩层；4为巷道底部岩层；17为篩管；18为砂粒充填巷道支护体；32为注水孔；33为注水管。

图5 密排工字钢支柱密闭墙部剖面图

图中：

11为下部上向岩石巷道；27为槽钢梁；28为钢锚杆；29为工字钢支柱。

图6 下部上山岩石巷道充水封闭结构图

图中：

8为地面；9为煤层；10为矿井通风巷道；11为下部上向岩石巷道；12为密排工字钢支柱密闭墙；13为上部上向岩石巷道；14为煤巷；15为井筒；16为水管；17为筛管；18为砂粒充填巷道支护体；31为挡水墙；30为水。

具体实施方案 自地面施工直径井筒，将产煤用的上向岩石巷道内的火灾灾情监测缆线、水管、瓦斯抽放管移至井筒。然后，于迂水膨胀岩层内的上部上向岩石巷道内，安装多条筛管并连接矿井通风巷道内的水管，码放装满砂粒的编织袋。最后，施工密排工字钢支柱密闭墙。开启水管，水自筛管漏出流入各编织贷，砂粒吸水膨胀挤压巷道壁。

Claims (5)

1.支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体，隔断上向岩石巷道，其特征是：煤层下方的矿井通风巷道、迂水稳定岩层内的下部上向岩石巷道、密排工程工字钢支柱密闭墙、吸水体积膨胀岩层内的上部上向岩石巷道、煤层内的煤巷、直通地面的井筒、地面的井筒盖板依次连接；上部上向岩巷内全长充满码放整齐的装满迂水膨胀岩层砂粒的编织物沙袋，并有多条管壁上有多个孔洞的筛管，每根筛管连接矿井通风巷道内的水管；自矿井通风巷道内的水管向各筛管内注水，各沙袋内的砂粒迂水膨胀后，挤压支撑全巷道壁各处的迂水膨胀岩层不变形，构成砂粒充填巷道支护体；煤巷连通的火灾灾区的灾情监测设备的供电电缆和信息传输线材、通往火灾灾区的灭火水管，沿煤巷、井筒通达地面；煤层所含的易燃易炸的瓦斯，依次流入煤层内的瓦斯抽放煤孔、煤巷内的和、井筒内的瓦斯抽放管道、地面瓦斯抽放泵被抽出流至地面。

2.如权利要求1所述的支撑全巷道壁岩层式砂粒巷道支护体，隔断上向岩石巷道，其特征是：直通地面的井筒、地面的倾斜溜槽相连，水将倾斜溜槽内的迂水体积膨胀岩石的砂粒冲入井筒、上段上向岩石巷道，水自密排工字钢支柱间的缝隙和巷道中的筛管、水管流出后进入矿井通风巷道，被挡住滞留的砂粒充满上部上向岩石巷道，砂粒吸水体积膨胀紧压该巷道顶部、底部、两侧的吸水体积膨胀岩层，构成支撑全巷道壁岩层的砂粒充填巷道支护体。

3.如权利要求1所述的支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体，隔断上向岩石巷道，其特征是：下部上向巷道内在其靠近上部上向巷道处，巷道上部岩层和巷道下部岩层，各有1根槽钢梁，由岩层内的钢锚干固定；2个槽钢背部紧贴岩层、槽钢槽口相对；2个槽钢梁的槽口内，镶嵌多根彼此紧靠的工字钢支柱，构成沿巷道全断面的密排工字钢支柱密闭墙。

4.如权利要求1所述的支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体，隔断上向岩石巷道，其特征是：沿上部上向岩石巷道全长，巷道上部岩层、巷道两侧岩层内，各施工多个注水孔，每个注水孔内插入注水管，各注水管连接矿井通风巷道内的注水管，自注水管向巷道周边吸水岩层内的缝隙注水，使缝隙周边的岩层迂水膨胀。

5.如权利要求1所述的支撑全巷道壁岩层式砂粒充填巷道支护体，隔断上向岩石巷道，其特征是：下部上向岩石巷道底部有挡水墙，下部上向岩石巷道内充满水。