CN110284905A - 一种沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法,涉及采矿技术领域,其技术方案要点是:包括位于巷道内靠近采空区侧壁的多个间隔设置的支护体,支护体为无顶圆柱钢管;支护体外壁设有填充口;支护体内设有充填物;支护体沿采空区侧壁呈一字型排列。能够形成稳定高效的支护结构体系,并能够保证对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护,同时,该支护结构的施工操作简单,节省了在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本,并提高了对沿空留巷巷旁支护的效率和工作面单产率。
Description
技术领域
本发明涉及采矿技术领域,更具体地说,它涉及一种沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法。
背景技术
沿空留巷是无煤柱开采体系的一项重要技术,沿空留巷技术自20世纪50年代在我国开始使用以来,一直是我国煤炭开采的重要技术发展方向。在煤矿开采过程中,沿空留巷技术有效解决了Y型通风和治理工作面瓦斯超限技术问题,同时还可以减少巷道掘进量、合理开发煤炭资源。根据对现有无煤柱开采系统的分析,沿空留巷一般可使采区采出煤率提高10~20%、使巷道掘进率降低25~33%。沿空留巷技术主要是在工作面后方的采空区侧布置合理的巷旁支护体来实现留巷的目的,巷旁支护体需要具有足够的支护强度来控制顶板的下沉、并能够对顶板进行及时切顶,同时又要具有一定的可缩性来适应顶板的运动,对覆岩进行一定的卸压。
目前,传统的巷旁充填体沿空留巷技术采取主要措施是在采空区侧构筑一定宽度的充填体,利用充填体的作用来封闭采空区、支撑上覆岩层顶板,从而达到留设巷道的目的。
现有技术中,传统的巷旁充填体沿空留巷技术存在以下问题:一是巷旁充填体施工工序占有工作面割煤时间,使工作面单产低;二是巷旁充填体凝固时间长,不能有效控制顶板,导致沿空留巷围岩变形较大。因此,需要改变现有沿空留巷施工工艺,发明一种更加安全高效的沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种沿空留巷巷旁支护结构及其支护方法,具有能够形成稳定高效的支护结构体系,并能够保证对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护,同时,该支护结构的施工操作简单,节省了在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本,并提高了对沿空留巷巷旁支护的效率和工作面单产率的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种沿空留巷巷旁支护结构,包括位于巷道内靠近采空区侧壁的多个间隔设置的支护体,所述支护体为无顶圆柱钢管;所述支护体外壁设有填充口;所述支护体内设有充填物;所述支护体沿采空区侧壁呈一字型排列。
通过采用上述技术方案,在对煤矿沿空留巷工作面的巷道进行支护的过程中,通过多个间隔的支护体,便于对沿空留巷巷旁的顶板进行支撑;通过无顶圆柱钢管,便于充填物的容纳;通过填充口,便于向支护体内充填浆液的操作;通过支护体沿采空区侧壁呈一字型排列,便于在沿空留巷巷旁形成稳定的支护体系,从而对沿空留巷巷旁的顶板进行有效的支护;通过沿空留巷巷旁多个呈一字型间隔排列的支护体、支护体外壁的填充口和位于支护体内的充填物,便于形成稳定高效的支护结构体系,并能够保证对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护;同时,通过该支护结构的施工操作简单,便于节省在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本。
本发明进一步设置为:所述无顶圆柱钢管为镀锌螺旋波纹钢管。
通过采用上述技术方案,通过镀锌螺旋波纹钢管,能够将承受的压力分布在镀锌螺旋波纹管各侧,从而便于增强支撑强度。
本发明进一步设置为:所述支护体的直径为1m;所述支护体的高度与巷道高度一致。
通过采用上述技术方案,通过直径为1m,高度与巷道高度一致的支护体,便于保证支护体对巷道顶板的支护性能。
本发明进一步设置为:所述支护体与支护体之间的间隔距离为0.3m-0.5m。
通过采用上述技术方案,通过支护体与支护体之间的间隔距离为0.3-0.5m,便于使煤帮的水平高应力传递至采空区。
本发明进一步设置为:所述填充口距支护体底端的距离为0.2m-0.5m,所述填充口的直径为3cm-5cm。
通过采用上述技术方案,通过填充口距支护体底端的距离为0.2m-0.5m,利于施工人员向支护体内充填浆液的操作。
一种沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,包括以下步骤:
1)根据沿空留巷时预计的巷道变形量,设计高度与巷道高度一致的多个中空的支护体,并在距支护体底端0.2m-0.5m的支护体外壁开设与支护体内部连通的填充口,填充口的直径为3-5cm;
2)在巷道内采空区侧壁处打入底板立桩,在底板立桩与采空区侧壁之间挂上锚网;
3)装填充填物,将充填物由支护体顶部开口填充至支护体内部,并使充填物充满支护体内部;
4)放置支护体,将设计的多个支护体按一字型间隔放置于巷道内采空区侧壁的预定位置,且支护体位于步骤2)中锚网的外侧,支护体与支护体的间隔距离为0.3m-0.5m;
5)将充填化学浆或水泥浆的输浆管经三通管件与充填口连接,其中三通管件的一个出口用于朝下卸注浆压力;然后利用输浆管将浆液输入至支护体内部,直至浆液从支护体顶端流出,停止输入浆液,关闭注浆口,开启三通管件的卸压口,释放压力,待10分钟后浆液凝固后,拆卸三通管件;
6)在步骤5)完成后,将水泥混凝土浆液喷在支护体与锚网上,使支护体和锚网成为整体,用于阻挡风渗漏到采空区。
通过采用上述技术方案,在对煤矿沿空留巷工作面的巷道进行支护的施工过程中,首先根据沿空留巷时预计的巷道的变形量,设计加工与巷道高度一致的多个中空的支护体,并在距离支护体底端0.2m-0.5m的支护体外壁开凿与支护体内部连通的填充口,从而完成支护体材料的准备,从而便于支护施工工序的进行;在采空区与支护体之间挂上锚网,通过喷注混凝土浆使锚网与支护体整体成为一堵墙,有效防止风渗漏到采空区;将准备好的支护体按照一字型安装于巷道内采空区侧壁的预定位置,且支护体与支护体的间隔距离为0.3m-0.5m,便于对沿空留巷巷旁的顶板进行有效支撑的同时,还能够对让煤帮的水平高应力传递至采空区;通过将充填物装填至支护体内部,在能够增加支护体支护强度的同时,还能够减少支护施工的成本;通过步骤1)至步骤6)构成的沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,便于形成稳定有效的支护结构系统,并保证了对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而能够对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护,同时,该支护结构的施工操作简单,节省了在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本,并提高了对沿空留巷巷旁支护的效率和工作面单产率。
本发明进一步设置为:步骤1)中的支护体为无顶镀锌螺旋波纹钢管,且支护体的直径为1m。
通过采用上述技术方案,通过镀锌螺旋波纹管,在能够防止支护体外壁的腐蚀的同时,还能够使得支护体承受的压力分布在支护体各侧,从而能给增强支护体的支撑强度。
本发明进一步设置为:步骤3)中的充填物为直径小于30cm的煤矸石。
通过采用上述技术方案,利用以直径小于30cm的煤矸石作为充填物,能够减少巷旁支护的成本。
综上所述,本发明具有以下有益效果:通过多个间隔的支护体,便于对沿空留巷巷旁的顶板进行支撑;通过无顶中空结构的圆柱钢管,便于支护体内部充填物的容纳;通过填充口,便于向支护体内装填充填物的操作;通过充填物,在能够增加支护体支护强度的同时,还减少了支护施工的成本;通过在采空区与支护体之间挂上锚网,喷注混凝土浆使锚网与支护体整体成为一堵墙,便于防止风渗漏到采空区;通过支护体沿采空区侧壁呈一字型排列,便于在沿空留巷巷旁形成稳定的支护体系,从而对沿空留巷巷旁的顶板进行有效的支护;通过沿空留巷巷旁多个呈一字型间隔排列的支护体、支护体外壁的填充口和位于支护体内的充填物,便于形成稳定高效的支护结构体系,并能够保证对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护,同时,该支护结构的施工操作简单,节省了在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本,并提高了对沿空留巷巷旁支护的效率和工作面单产率。
附图说明
图1是本发明实施例1中沿空留巷巷旁支护的俯视图;
图2是本发明实施例1中沿空留巷巷旁支护的左视图;
图3是本发明实施例1中的支护体的结构示意图;
图4是图3中沿A-A线剖开后的结构示意图;
图5是本发明实施例2中的施工流程图。
图中:1、采空区;2、支护体;3、填充口;4、充填物。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。
实施例1:一种沿空留巷巷旁支护结构,如图1-4所示,包括位于巷道内靠近采空区1侧壁的多个间隔设置的支护体2,支护体2为无顶圆柱钢管。支护体2外壁设有填充口3。支护体2内设有充填物4。支护体2沿采空区1侧壁呈一字型排列。
在本实施例中,在对煤矿沿空留巷工作面的巷道进行支护的过程中,通过多个间隔的支护体2,便于对沿空留巷巷旁的顶板进行支撑。通过无顶圆柱钢管,便于充填物4的容纳。通过填充口3,便于向支护体2内充填浆液的操作。通过支护体2沿采空区1侧壁呈一字型排列,便于在沿空留巷巷旁形成稳定的支护体系,从而对沿空留巷巷旁的顶板进行有效的支护。通过沿空留巷巷旁多个呈一字型间隔排列的支护体2、支护体2外壁的填充口3和位于支护体2内的充填物4,便于形成稳定高效的支护结构体系,并能够保证对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护。同时,通过该支护结构的施工操作简单,便于节省在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本。
无顶圆柱钢管为镀锌螺旋波纹钢管。
在本实施例中,通过镀锌螺旋波纹钢管,能够将承受的压力分布在镀锌螺旋波纹管各侧,从而便于增强支撑强度。
支护体2的直径为1m。支护体2的高度与巷道高度一致。
在本实施例中,通过直径为1m,高度与巷道高度一致的支护体2,便于保证支护体2对巷道顶板的支护性能。
支护体2与支护体2之间的间隔距离为0.3m-0.5m。
在本实施例中,通过支护体2与支护体2之间的间隔距离为0.3-0.5m,便于使煤帮的水平高应力传递至采空区1。
填充口3距支护体2底端的距离为0.2m-0.5m,填充口3的直径为3cm-5cm。
在本实施例中,通过填充口3距支护体2底端的距离为0.2m-0.5m,利于施工人员向支护体2内充填浆液的操作。
实施例2:一种沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,如图5所示,包括以下步骤:
1)根据沿空留巷时预计的巷道变形量,设计高度与巷道高度一致的多个中空的支护体2,并在距支护体2底端0.2m-0.5m的支护体2外壁开设与支护体2内部连通的填充口3,填充口3的直径为3-5cm;
2)在巷道内采空区1侧壁处打入底板立桩,在底板立桩与采空区1侧壁之间挂上锚网;
3)装填充填物4,将充填物4由支护体2顶部开口填充至支护体2内部,并使充填物4充满支护体2内部;
4)放置支护体2,将设计的多个支护体2按一字型间隔放置于巷道内采空区1侧壁的预定位置,且支护体2位于步骤2)中锚网的外侧,支护体2与支护体2的间隔距离为0.3m-0.5m;
5)将充填化学浆或水泥浆的输浆管经三通管件与充填口3连接,其中三通管件的一个出口用于朝下卸注浆压力;然后利用输浆管将浆液输入至支护体2内部,直至浆液从支护体2顶端流出,停止输入浆液,关闭注浆口,开启三通管件的卸压口,释放压力,待10分钟后浆液凝固后,拆卸三通管件;
6)在步骤5)完成后,将水泥混凝土浆液喷在支护体2与锚网上,使支护体2和锚网成为整体,用于阻挡风渗漏到采空区1。
在本实施例中,在对煤矿沿空留巷工作面的巷道进行支护的施工过程中,首先根据沿空留巷时预计的巷道的变形量,设计加工与巷道高度一致的多个中空的支护体2,并在距离支护体2底端0.2m-0.5m的支护体2外壁开凿与支护体2内部连通的填充口3,从而完成支护体2材料的准备,从而便于支护施工工序的进行。然后将准备好的支护体2按照一字型安装于巷道内采空区1侧壁的预定位置,且支护体2与支护体2的间隔距离为0.3m-0.5m,便于对沿空留巷巷旁的顶板进行有效支撑的同时,还能够对让煤帮的水平高应力传递至采空区1。通过在采空区1与支护体2之间挂上锚网,喷注混凝土浆使锚网与支护体2整体成为一堵墙,便于防止风渗漏到采空区1。通过将充填物4装填至支护体2内部,在能够增加支护体2支护强度的同时,还能够减少支护施工的成本。通过步骤1)至步骤6)构成的沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,便于形成稳定有效的支护结构系统,并保证了对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而能够对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护,同时,该支护结构的施工操作简单,节省了在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本,并提高了对沿空留巷巷旁支护的效率和工作面单产率。
步骤1)中的支护体2为无顶镀锌螺旋波纹钢管,且支护体2的直径为1m。
在本实施例中,通过镀锌螺旋波纹管,在能够防止支护体2外壁的腐蚀的同时,还能够使得支护体2承受的压力分布在支护体2各侧,从而能给增强支护体2的支撑强度。
步骤3)中的充填物4为直径小于30cm的煤矸石。
在本实施例中,利用以直径小于30cm的煤矸石作为充填物4,便于减少巷旁支护的成本。
工作原理:在对煤矿沿空留巷工作面的巷道进行支护的施工过程中,首先根据沿空留巷时预计的巷道的变形量,设计加工与巷道高度一致的多个中空的支护体2,并在距离支护体2底端0.2m-0.5m的支护体2外壁开凿与支护体2内部连通的填充口3,从而完成支护体2材料的准备,从而便于支护施工工序的进行。然后将准备好的支护体2按照一字型安装于巷道内采空区1侧壁的预定位置,且支护体2与支护体2的间隔距离为0.3m-0.5m,便于对沿空留巷巷旁的顶板进行有效支撑的同时,还能够对让煤帮的水平高应力传递至采空区1。通过将充填物4装填至支护体2内部,在能够增加支护体2支护强度的同时,还能够减少支护施工的成本。通过在采空区1与支护体2之间挂上锚网,喷注混凝土浆使锚网与支护体2整体成为一堵墙,便于防止风渗漏到采空区1。通过沿空留巷巷旁多个呈一字型间隔排列的支护体2、支护体2外壁的填充口3和位于支护体2内为粉碎煤矸石块的充填物4,利于形成稳定高效的支护结构体系,并能够保证对沿空留巷巷旁顶板的支撑强度,从而对沿空留巷巷旁顶板进行有效的支护,同时,该支护结构的施工操作简单,节省了在井下进行支护施工作业的时间和支护施工的成本,并提高了对沿空留巷巷旁支护的效率和工作面单产率。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种沿空留巷巷旁支护结构,其特征是:包括位于巷道内靠近采空区(1)侧壁的多个间隔设置的支护体(2),所述支护体(2)为无顶圆柱钢管;所述支护体(2)外壁设有填充口(3);所述支护体(2)内设有充填物(4);所述支护体(2)沿采空区(1)侧壁呈一字型排列。
2.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁支护结构,其特征是:所述无顶圆柱钢管为镀锌螺旋波纹钢管。
3.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁支护结构,其特征是:所述支护体(2)的直径为1m;所述支护体(2)的高度与巷道高度一致。
4.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁支护结构,其特征是:所述支护体(2)与支护体(2)之间的间隔距离为0.3m-0.5m。
5.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁支护结构,其特征是:所述填充口(3)距支护体(2)底端的距离为0.2m-0.5m,所述填充口(3)的直径为3-5cm。
6.一种沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,其特征是:包括以下步骤:
1)根据沿空留巷时预计的巷道变形量,设计高度与巷道高度一致的多个中空的支护体(2),并在距支护体(2)底端0.2m-0.5m的支护体(2)外壁开设与支护体(2)内部连通的填充口(3),填充口(3)的直径为3-5cm;
2)在巷道内采空区(1)侧壁处打入底板立桩,在底板立桩与采空区(1)侧壁之间挂上锚网;
3)装填充填物(4),将充填物(4)由支护体(2)顶部开口填充至支护体(2)内部,并使充填物(4)充满支护体(2)内部;
4)放置支护体(2),将设计的多个支护体(2)按一字型间隔放置于巷道内采空区(1)侧壁的预定位置,且支护体(2)位于步骤2)中锚网的外侧,支护体(2)与支护体(2)的间隔距离为0.3m-0.5m;
5)将充填化学浆或水泥浆的输浆管经三通管件与充填口(3)连接,其中三通管件的一个出口用于朝下卸注浆压力;然后利用输浆管将浆液输入至支护体(2)内部,直至浆液从支护体(2)顶端流出,停止输入浆液,关闭注浆口,开启三通管件的卸压口,释放压力,待10分钟后浆液凝固后,拆卸三通管件;
6)在步骤5)完成后,将水泥混凝土浆液喷在支护体(2)与锚网上,使支护体(2)和锚网成为整体,用于阻挡风渗漏到采空区(1)。
7.根据权利要求6所述的一种沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,其特征是:步骤1)中的支护体(2)为无顶镀锌螺旋波纹钢管,且支护体(2)的直径为1m。
8.根据权利要求6所述的一种沿空留巷巷旁支护结构的支护方法,其特征是:步骤3)中的充填物为直径小于30cm的煤矸石。
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- 2019-07-12 CN CN201910628235.8A patent/CN110284905A/zh active Pending
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