CN110821537A - 一种综采工作面预掘单回撤通道支护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种综采面预掘单回撤通道支护方法，其特征是在工作面推进至停采线300m之前，完成回撤通道的初次支护；在工作面推进至停采线100‑300m之间，针对完成初次支护的回撤通道完成补强支护，包括施工带有中空注浆锚索的锚索束；在工作面推进至停采线50‑100m之间，针对锚索束中的中空注浆锚索进行注浆，实现锚索束的全长锚固，完成综采面预掘单回撤通道的支护。本发明在确保回撤通道安全支护的前提下，实现快速搬家倒面。

Description

一种综采工作面预掘单回撤通道支护方法
技术领域
本发明涉及煤矿回撤通道支护方法，尤其涉及一种煤矿综采工作面预掘单回撤通道支护方法。
背景技术
综采工作面采完后需要将液压支架等大型设备转移到下一个工作面，这个过程俗称为“工作面搬家”。目前工作面设备回撤通常有现掘回撤通道和预掘回撤通道两种方式，前者作业空间不安全，过程耗时、费力，平均搬家时间为1～2个月。预掘回撤通道搬家技术是在终采线附近，预先掘出一条与采煤工作面平行的回撤通道，即预掘回撤通道，当采煤工作面与预掘撤通道贯通后，以这条预先掘出的回撤通道作为撤出设备的通道。预掘回撤通道作业空间安全，能够大幅降低设备回撤难度，可以和工作面采煤同时进行,能大量节省工作面设备搬家时间，但是预掘回撤通道超前于工作面回采完成，在工作面回采的超前动态支承压力影响下，易发生压垮末采段煤柱、压死液压支架的事故。因此预掘回撤通道的支护效果直接影响工作面的交接和矿井产量。
目前我国综采工作面预掘回撤通道加固主要采用垛式支架，但采用垛式支架存在如下问题：一是增加副井运输量；二是垛式支架为重型设备，搬运和安装存在挤伤人等安全风险，且回撤后需要拆除，影响搬家倒面速度；三是需要掘进一条平行的辅助回撤通道；四是垛式支架价格较高，一次性投入成本大。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种综采工作面预掘单回撤通道支护方法，在确保回撤通道安全支护的前提下，实现快速搬家倒面。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明综采面预掘单回撤通道支护方法的特点是按如下步骤进行：
步骤1、在工作面推进至停采线300m之前，按如下方式完成回撤通道的初次支护：
设置回撤通道的横断面为矩形，在回撤通道掘进中，设置锚索网联合支护，所述锚索网联合支护包括：在巷道顶板的表面铺设金属网，顶板锚杆由横向顶板钢带组合成排；在巷道顶板上，每间隔两排横向顶板钢带布置一排顶板初支锚索，所述顶板初支锚索由横向顶板槽钢组合成排；两帮布置帮部锚杆，其中，位于采煤帮侧的采煤帮侧帮部锚杆为玻璃钢锚杆，位于非采煤帮侧的非采煤帮侧帮部锚杆为金属锚杆，所述非采煤帮侧帮部锚杆由竖向帮部钢带组合成列，形成初次支护；所述横向是指在顶板平面上垂直于回撤通道走向方向；所述竖向是指在帮部平面上垂直于回撤通道走向方向；
步骤2、在工作面推进至停采线100-300m之间，针对完成初次支护的回撤通道按如下方式进行补强支护：
在紧邻的两排顶板锚杆之间设置一排顶板补强锚索，所述顶板补强锚索由补强横向顶板槽钢组合成排；形成一排顶板锚杆、一排顶板补强锚索、再一排顶板锚杆和一排顶板初支锚索的一一间隔排布形式；
在每排横向顶板钢带上间隔设置锚索束，相邻的两排横向顶板钢带之间的锚索束横向位置相交错；沿纵向相邻的两组锚索束之间由工字钢相连接，所述纵向是指沿回撤通道走向方向；所述锚索束是在同一块大托板上呈十字分布四根锚索，其中至少一根锚索为中空注浆锚索；
步骤3、在工作面推进至停采线50-100m之间，针对所有锚索束中的中空注浆锚索进行注浆，实现锚索束的全长锚固；完成综采面预掘单回撤通道的支护。
本发明综采面预掘单回撤通道支护方法的特点也在于：在工作面推进至停采线100-300m之间，在非采煤帮侧上，沿纵向设置两排帮部加固锚索，所述帮部加固锚索由横向帮部槽钢组合成排，两排帮部加固锚索与底板的距离分别为1.5m和2.5m。
本发明综采面预掘单回撤通道支护方法的特点也在于：通过分别设置各锚索在顶板上形成分级加固，包括：所述顶板补强锚索的长度大于顶板初支锚索的长度，其差不小于1m；所述加固锚索的长度大于顶板补强锚索的长度，其差不小于1m。
本发明综采面预掘单回撤通道支护方法的特点也在于：在回撤通道中，沿纵向方向每间隔5m设置一组木垛。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明采用带有注浆锚索的“锚索束”加固回撤通道顶板，强度高，且可通过注浆锚索实现全长锚固；
2、本发明采用“锚索束”加固回撤通道顶板，无须拆卸，提高了工作面搬家的速度；
3、本发明中无须垛式支架，无须施工辅助回撤通道，经济成本大幅降低。
附图说明
图1为本发明中工作面与回撤通道立面示意图；
图2为本发明方法中顶板支护结构示意图；
图3为本发明方法中顶板结构中的锚索束结构示意图；
图4为本发明方法中采煤帮侧支护结构示意图；
图5为本发明方法中非采煤帮侧支护结构示意图；
图中标号：1工作面，2回撤通道，3巷道顶板，4金属网，5顶板锚杆，6a横向顶板钢带，6b竖向帮部钢带，7顶板初支锚索，8a横向顶板槽钢，8b补强横向顶板槽钢，8c横向帮部槽钢，9采煤帮侧，10a采煤帮侧帮部锚杆，10b非采煤帮侧帮部锚杆，11非采煤帮侧，12a顶板补强锚索，12b金属锚索，13锚索束，14工字钢，15大托板，16中空注浆锚索，17帮部加固锚索。
具体实施方式
参见图1、图2、图3和图4，本实施例中综采面预掘单回撤通道支护方法按如下步骤进行：
步骤1、在工作面1推进至停采线300m之前，按如下方式完成回撤通道2的初次支护：
设置回撤通道2的横断面为矩形，如4500mm×4300mm，在回撤通道2掘进中，设置锚索网联合支护，锚索网联合支护包括：在巷道顶板3的表面铺设金属网4(如图2所示)，顶板锚杆5由横向顶板钢带6a组合成排；在巷道顶板3上，每间隔两排横向顶板钢带6a布置一排顶板初支锚索7，顶板初支锚索7由横向顶板槽钢8a组合成排；两帮布置帮部锚杆，其中，位于采煤帮侧9的采煤帮侧帮部锚杆10a为玻璃钢锚杆(如图4所示)，位于非采煤帮侧11的非采煤帮侧帮部锚杆10b为金属锚杆(如图5所示)，非采煤帮侧帮部锚杆10b由竖向帮部钢带6b组合成列，形成初次支护；横向是指在顶板平面上垂直于回撤通道走向方向；竖向是指在帮部平面上垂直于回撤通道走向方向。在工作面1回采结束后，顶板弯曲断裂导致其邻近的回撤通道2围岩的巨大的形变压力必须以给定变形的方式释放出来，由于其形变压力的释放不可能在短时间内完成，因而回撤通道围岩变形具有明显的时间特性，这决定了针对回撤通道2采用分步加固的形式的必要性，初次支护主要是加固围岩，提高其残余强度，在不产生过度膨胀变形的条件下，充分利用围岩的自承载能力释放围岩形变压力；同时采用分步支护，也减少了回撤通道的施工时间。
步骤2、在工作面1推进至停采线100-300m之间，针对完成初次支护的回撤通道按如下方式进行补强支护：
在紧邻的两排顶板锚杆5之间设置一排顶板补强锚索12a，顶板补强锚索12a由补强横向顶板槽钢8b组合成排；形成一排顶板锚杆5、一排顶板补强锚索12a、再一排顶板锚杆5和一排顶板初支锚索7的一一间隔排布形式；
在每排横向顶板钢带6a上间隔设置锚索束13，相邻的两排横向顶板钢带6a之间的锚索束13横向位置相交错；沿纵向相邻的两组锚索束13之间由工字钢14相连接，纵向是指沿回撤通道走向方向。
锚索束13是在同一块大托板15上呈十字分布四根锚索(如图3所示)，其中至少一根锚索为中空注浆锚索16，并有至少一根普通的金属锚索12b；锚索束13施工时预先在设计位置施工一根普通金属锚索，固定工字钢14，然后在工字钢14的两端头施工锚索束；补强支护是在回撤通道围岩释放部分形变压力后，对围岩进行补强，避免围岩继续松动导致失稳。
步骤3、在工作面1推进至停采线50-100m之间，针对所有锚索束13中的中空注浆锚索16进行注浆，实现锚索束的全长锚固；完成综采面预掘单回撤通道的支护。当工作面推进至停采线50-100m之间时，由于工作面1回采带来的采动压力使巷道周边围岩裂隙发育，这时候对锚索束13中的中空注浆锚索16注浆，浆液能通过裂隙充填锚索束中其他锚索，实现全长锚固。
具体实施中，在工作面1推进至停采线100-300m之间，在非采煤帮侧11上，沿纵向设置两排帮部加固锚索17(如图5所示)，帮部加固锚索17由横向帮部槽钢8c组合成排，两排帮部加固锚索17与底板的距离分别为1.5m和2.5m。随着工作面回采，工作面1和回撤通道2之间的煤柱越来越窄，回撤通道非采煤侧帮成为顶板弯曲下沉的一个支撑点，采空区顶板下沉使回撤通道非采煤侧帮11向回撤通道2空间内挤出，非采煤侧帮松动范围越来越大，超出原有支护的锚杆锚固范围，采用帮部加固锚索17加固非采煤侧帮，可以充分调动非采煤侧帮深部围岩的承载能力，使更大范围内的岩体共同承载。
具体实施中，通过分别设置各锚索在顶板上形成分级加固，包括：顶板补强锚索12a的长度大于顶板初支锚索7的长度，其差不小于1m；加固锚索12b的长度大于顶板补强锚索12a的长度，其差不小于1m。不同长度的锚索，其锚索生根点处于于不同层位，可能效避免同一层位集中荷载。作为安全保障措施，可以在回撤通道2中，沿纵向方向每间隔5m设置一组木垛。
本发明方法在淮矿西部投资管理有限公司泊江海子矿113102工作面回撤通道加固中进行了应用，实践证明采用本发明加固方法不仅确保支架回撤期间回撤通道的支护安全可靠，而且实现了快速搬家回撤的目标。与使用垛式支架加固的其它同类地质条件的回撤巷道相比，少掘一条长240m辅助回撤通道，节约资金了约200万元。

Claims (4)

1.一种综采面预掘单回撤通道支护方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、在工作面(1)推进至停采线300m之前，按如下方式完成回撤通道(2)的初次支护：
设置回撤通道(2)的横断面为矩形，在回撤通道(2)掘进中，设置锚索网联合支护，所述锚索网联合支护包括：在巷道顶板(3)的表面铺设金属网(4)，顶板锚杆(5)由横向顶板钢带(6a)组合成排；在巷道顶板(3)上，每间隔两排横向顶板钢带(6a)布置一排顶板初支锚索(7)，所述顶板初支锚索(7)由横向顶板槽钢(8a)组合成排；两帮布置帮部锚杆，其中，位于采煤帮侧(9)的采煤帮侧帮部锚杆(10a)为玻璃钢锚杆，位于非采煤帮侧(11)的非采煤帮侧帮部锚杆(10b)为金属锚杆，所述非采煤帮侧帮部锚杆(10b)由竖向帮部钢带(6b)组合成列，形成初次支护；所述横向是指在顶板平面上垂直于回撤通道走向方向；所述竖向是指在帮部平面上垂直于回撤通道走向方向；
步骤2、在工作面(1)推进至停采线100-300m之间，针对完成初次支护的回撤通道按如下方式进行补强支护：
在紧邻的两排顶板锚杆(5)之间设置一排顶板补强锚索(12a)，所述顶板补强锚索(12a)由补强横向顶板槽钢(8b)组合成排；形成一排顶板锚杆(5)、一排顶板补强锚索(12a)、再一排顶板锚杆(5)和一排顶板初支锚索(7)的一一间隔排布形式；
在每排横向顶板钢带(6a)上间隔设置锚索束(13)，相邻的两排横向顶板钢带(6a)之间的锚索束(13)横向位置相交错；沿纵向相邻的两组锚索束(13)之间由工字钢(14)相连接，所述纵向是指沿回撤通道走向方向；所述锚索束(13)是在同一块大托板(15)上呈十字分布四根锚索，其中至少一根锚索为中空注浆锚索(16)；
步骤3、在工作面(1)推进至停采线50-100m之间，针对所有锚索束(13)中的中空注浆锚索(16)进行注浆，实现锚索束的全长锚固；完成综采面预掘单回撤通道的支护。
2.根据权利要求1所述的综采面预掘单回撤通道支护方法，其特征是：在工作面(1)推进至停采线100-300m之间，在非采煤帮侧上，沿纵向设置两排帮部加固锚索(17)，所述帮部加固锚索(17)由横向帮部槽钢(8c)组合成排，两排帮部加固锚索(17)与底板的距离分别为1.5m和2.5m。
3.根据权利要求1或2所述的综采面预掘单回撤通道支护方法，其特征是：通过分别设置各锚索在顶板上形成分级加固，包括：所述顶板补强锚索(12a)的长度大于顶板初支锚索(7)的长度，其差不小于1m；所述加固锚索(12b)的长度大于顶板补强锚索(12a)的长度，其差不小于1m。
4.根据权利要求1所述的综采面预掘单回撤通道支护方法，其特征是：在回撤通道(2)中，沿纵向方向每间隔5m设置一组木垛。
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