CN111271098B - 一种在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，包括如下步骤：S001：在工作面上沿着煤柱至采空区的方向依次布置第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架；S002：第一液压支架和第三液压支架同步前移第一预设距离；S003：在第三液压支架的后部构筑木垛；在煤柱与第一液压支架之间构筑第一混凝土墙，在木垛的内侧构筑第二混凝土墙；S004：第二液压支架和第四液压支架同步前移第二预设距离；S005：重复执行直至沿空留巷施工完成。该施工方法，通过在采空区侧施工成型木垛，以为混凝土的浇筑保留出浇筑空间，以浇筑形成第一混凝土墙和第二混凝土墙，在第一混凝土墙和第二混凝土墙之间形成沿空留巷。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法。
背景技术
沿空留巷技术成败的关键是柔模混凝土墙待浇空间的支护能否适应金属网柔性假顶的运动规律，能否及时有效地控制金属网柔性假顶。特厚煤层分层开采，顶分层沿直接顶进行掘进和回采。顶分层结束后，剩余分层均沿金属网柔性假顶进行掘进和回采。工作面向前回采，拉移液压支架时，液压支架掩护梁及尾梁的范围内的金属网柔性假顶立即随液压支架的前移下沉，造成柔模混凝土墙待浇空间无法及时采取措施提前进行支护，无法保证柔模混凝土墙的浇筑空间。
有鉴于此，提供一种在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法成为必要。
发明内容
本发明技术方案提供一种在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，包括如下步骤：
S001：在工作面上沿着煤柱至采空区的方向依次布置第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架；
在第一液压支架和第三液压支架上间隔布置第一支撑梁，第一支撑梁横在第二液压支架上；
在第二液压支架和第四液压支架上间隔布置第二支撑梁，第二支撑梁横在第三液压支架上；
S002：第一液压支架和第三液压支架同步前移第一预设距离，在后部形成支护空间；
S003：在第三液压支架的后部构筑木垛，通过木垛支撑第一液压支架后方的第一支撑梁和第三液压支架后方的第二支撑梁，木垛阻隔在第二液压支架与采空区之间；
在煤柱与第一液压支架之间构筑第一混凝土墙，在木垛的内侧构筑第二混凝土墙；
第一混凝土墙与第二混凝土墙之间形成一段沿空留巷；
第一液压支架后方的第一支撑梁固定在第一混凝土墙与第二混凝土墙上，第三液压支架后方的第二支撑梁固定在第二混凝土墙与木垛上；
S004：第二液压支架和第四液压支架同步前移第二预设距离；
S005：重复执行步骤S002至S004直至沿空留巷施工完成。
进一步地，在步骤S003中还包括：在第一液压支架前移后，在第一液压支架的后方支设第一柔模，第一柔模的内侧与煤柱接触；
向第一柔模内浇筑混凝土浆液；
静置第一预设时间，形成第一混凝土墙。
进一步地，在步骤S003中还包括：在形成木垛后，在木垛的内侧支设第二柔模，第二柔模的外侧与木垛接触；
向第二柔模内浇筑混凝土浆液；
静置第二预设时间，形成第二混凝土墙。
进一步地，在步骤S002中还包括：在支护空间内布置多个单体液压支柱。
进一步地，在步骤S003中还包括：从第一混凝土墙向煤柱中打入多根锚杆和锚索；在第二混凝土墙与木垛之间连接有多根锚杆。
进一步地，第一混凝土墙朝向第二混凝土墙的表面为垂直平面，第二混凝土墙朝向第一混凝土墙的表面为垂直平面。
进一步地，第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架均包括顶梁和掩护梁；
当第一液压支架和第三液压支架同步前移时，在第一液压支架和第三液压支架的掩护梁的后端超过第二液压支架和第四液压支架的掩护梁的前端后停止前移。
进一步地，当第二液压支架和第四液压支架同步前移时，在第二液压支架和第四液压支架的掩护梁的前端超过第一液压支架和第三液压支架的掩护梁的前端之前停止前移。
进一步地，第二液压支架和第四液压支架的前移滞后第一液压支架和第三液压支架的前移。
进一步地，在相邻的沿空留巷之间施工瓦斯释放钻孔。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，通过在采空区侧施工成型木垛，以为混凝土的浇筑保留出浇筑空间，以浇筑形成第一混凝土墙和第二混凝土墙，在第一混凝土墙和第二混凝土墙之间形成沿空留巷。
本发明提供的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，沿空留巷采用刚性的第一支撑梁和第二支撑梁被动支护与锚杆锚网索主动支护相结合的方式，第一混凝土墙、第二混凝土墙支护技术的综合利用，使沿空留巷变形问题得到了改善，确保沿空留巷支护强度满足安全生产的需要，通过联合支护使整个支护结构形成了一个受力均匀的整体，限制了围岩的变形量，巷道变形趋于稳定，取得了很好的支护效果，实现安全生产的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架的布置俯视图；
图2为图1的局部放大图；
图3为液压支架具有顶梁和掩护梁的示意图；
图4为图1沿着A-A向的剖视图；
图5为图1沿着B-B向的剖视图；
图6为锚杆锚索的布置示意图。
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。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-5所示，本发明一实施例提供的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，包括如下步骤：
S001：在工作面上沿着煤柱100至采空区200的方向依次布置第一液压支架1、第二液压支架2、第三液压支架3和第四液压支架4。
在第一液压支架1和第三液压支架3上间隔布置第一支撑梁5，第一支撑梁5横在第二液压支架2上。
在第二液压支架2和第四液压支架4上间隔布置第二支撑梁6，第二支撑梁6横在第三液压支架3上。
S002：第一液压支架1和第三液压支架3同步前移第一预设距离，在后部形成支护空间。
S003：在第三液压支架3的后部构筑木垛7，通过木垛7支撑第一液压支架1后方的第一支撑梁5和第三液压支架3后方的第二支撑梁6。木垛7阻隔在第二液压支架2与采空区200之间。
在煤柱100与第一液压支架1之间构筑第一混凝土墙8，在木垛7的内侧构筑第二混凝土墙9，第一混凝土墙8与第二混凝土墙9之间形成一段沿空留巷。
第一液压支架1后方的第一支撑梁5固定在第一混凝土墙8与第二混凝土墙9上，第三液压支架3后方的第二支撑梁6固定在第二混凝土墙8与木垛7上。
S004：第二液压支架2和第四液压支架4同步前移第二预设距离。
S005：重复执行步骤S002至S004直至沿空留巷施工完成。
本发明采用的第一液压支架1、第二液压支架2、第三液压支架3和第四液压支架4具有相同的结构，其包括顶梁11和铰接在顶梁11后方的掩护梁12，没有尾梁，以减少液压支架斜面长度，为待浇空间支护创造条件。
第一液压支架1靠近煤柱100或位于煤柱100侧的回风顺槽内。
在第三液压支架3和第四液压支架4都靠近采空区200，在其上方布置有金属网300。
第二液压支架2布置在第一液压支架1和第三液压支架3之间，从煤柱100至采空区200的方向上，第一液压支架1、第二液压支架2、第三液压支架3和第四液压支架4间隔布置。
多条第一支撑梁5沿着液压支架的长度方向间隔布置，多条第一支撑梁5位于顶梁11上。
第一支撑梁5为工字钢，其两端分别由第一液压支架1和第三液压支架3支撑，其中间横在第二液压支架2上，由第二液压支架2支撑。
多条第二支撑梁6沿着液压支架的长度方向间隔布置，多条第二支撑梁6位于顶梁11上。
第二支撑梁6为工字钢，其两端分别由第二液压支架2和第四液压支架4支撑，其中间横在第三液压支架3上，由第三液压支架3支撑。
第二支撑梁6位于金属网300的下方，第一支撑梁5和第二支撑梁6交错布置，不会重叠。
第一支撑梁5的端部打入煤柱100内，固定第一支撑梁5。
第二液压支架2和第四液压支架4先保持不动，以通过第二液压支架2和第四液压支架4的顶梁11保持支撑第一支撑梁5和第二支撑梁6。然后拉架，使得第一液压支架1和第三液压支架3先同步前移动第一预设距离，由此，在第一液压支架1和第三液压支架3的后部形成支护空间。由于液压支架无尾梁，其后部仅有掩护梁12，其倾斜面小，可以落下的矸石少，可以形成支护空间，以构筑木垛、柔模等。
先在第三液压支架3的后部构筑木垛7，通过木垛7支撑第一液压支架1的顶梁11后方的第一支撑梁5和第三液压支架3的顶梁11后部的第二支撑梁6，从而起到临时支撑第一支撑梁5和第二支撑梁6的作用，解脱第二液压支架2和第四液压支架4，第二液压支架2和第四液压支架4可以前移。
木垛7阻隔在第二液压支架2与采空区200之间，一方面阻挡采空区200内的矸石进入，保护支护空间的安全，另一方面为柔模的构筑提供支撑主体。
然后在煤柱100与第一液压支架1之间构筑第一混凝土墙8，在木垛7的内侧构筑第二混凝土墙9，第一混凝土墙8与第二混凝土墙9之间形成一段沿空留巷。木垛7阻隔在第二混凝土墙9与采空区200之间，为第二混凝土墙体9的构筑提供支撑。
第一液压支架1的顶梁后方的第一支撑梁5的两端分别浇筑在第一混凝土墙8与第二混凝土墙9内，从而固定。第三液压支架3的顶梁11后方的第二支撑梁6浇筑第二混凝土墙8内，由第二混凝土墙8与木垛7固定支撑。
从而在第一混凝土墙8与第二混凝土墙9之间形成了一段沿空留巷。
在后部的第一支撑梁5和第二支撑梁6固定后，再拉架使得第二液压支架2和第四液压支架4同步前移动第二预设距离。
然后重复执行上述步骤直至沿空留巷施工完成。
当然，可以在拉架时，按照预定顺序再在顶梁上布置第一支撑梁5和第二支撑梁6。
在其中一个实施例中，在步骤S003中还包括：在第一液压支架1前移后，在第一液压支架1的后方支设第一柔模，第一柔模的内侧与煤柱100接触。向第一柔模内浇筑混凝土浆液。静置第一预设时间，形成第一混凝土墙8。
第一混凝土墙8填满回风顺槽，并贴紧煤柱100。在第一混凝土墙8的顶部保留回风顺槽顶部的巷道棚梁。
柔模为柔模袋，然后向柔模袋内浇筑混凝土浆液，成型后可以形成为需要的混凝土墙体。
在其中一个实施例中，在步骤S003中还包括：在形成木垛7后，在木垛7的内侧支设第二柔模，第二柔模的外侧与木垛7接触。向第二柔模内浇筑混凝土浆液。静置第二预设时间，形成第二混凝土墙9。第二混凝土墙9浇筑成型在木垛7的内侧，其与木垛7贴合。
在其中一个实施例中，如图2、图4-5所示，在步骤S002中还包括：在支护空间内布置多个单体液压支柱10。单体液压支柱10用于支护第一支撑梁5和/或第二支撑梁6，可以为液压支架的移动提供支护作用。
在其中一个实施例中，如图6所示，在步骤S003中还包括：从第一混凝土墙8向煤柱100中打入多根锚杆和锚索13，提高第一混凝土墙8与煤柱100之间的结构稳定性。
在第二混凝土墙9与木垛7之间连接有多根锚杆14，提高第二混凝土墙9与木垛7之间的结构稳定性。
在其中一个实施例中，如图5-6所示，第一混凝土墙8朝向第二混凝土墙9的表面为垂直平面，第二混凝土墙9朝向第一混凝土墙8的表面为垂直平面，使得沿空留巷的截面呈矩形。
在其中一个实施例中，如图1-2所示，第一液压支架1、第二液压支架2、第三液压支架3和第四液压支架4均包括顶梁11和掩护梁12。
当第一液压支架1和第三液压支架3同步前移时，在第一液压支架1和第三液压支架3的掩护梁12的后端超过第二液压支架2和第四液压支架4的掩护梁12的前端后停止前移。
第一预设距离大于掩护梁12的长度。
在其中一个实施例中，如图1-2所示，当第二液压支架2和第四液压支架4同步前移时，在第二液压支架2和第四液压支架4的掩护梁3的前端超过第一液压支架1和第三液压支架3的掩护梁12的前端之前停止前移。
第二预设距离小于掩护梁12的长度。
在其中一个实施例中，第二液压支架2和第四液压支架4的前移滞后第一液压支架1和第三液压支架3的前移，保证在第一液压支架1和第三液压支架3前移后通过第二液压支架2和第四液压支架4对第一支撑梁5和第二支撑梁6提供支撑，防止金属网300下沉。
在其中一个实施例中，在相邻的沿空留巷之间施工瓦斯释放钻孔，释放瓦斯，降低瓦斯浓度，提高施工安全。
综上所述，本发明提供的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，沿空留巷采用刚性的第一支撑梁和第二支撑梁被动支护与锚杆锚网索主动支护相结合的方式，第一混凝土墙、第二混凝土墙支护技术的综合利用，使沿空留巷变形问题得到了改善，确保沿空留巷支护强度满足安全生产的需要，通过联合支护使整个支护结构形成了一个受力均匀的整体，限制了围岩的变形量，巷道变形趋于稳定，取得了很好的支护效果，实现安全生产的目的。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
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)
1.一种在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S001：在工作面上沿着煤柱至采空区的方向依次布置第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架；
在第一液压支架和第三液压支架上间隔布置第一支撑梁，第一支撑梁横在第二液压支架上；
在第二液压支架和第四液压支架上间隔布置第二支撑梁，第二支撑梁横在第三液压支架上；
S002：第一液压支架和第三液压支架同步前移第一预设距离，在后部形成支护空间；
S003：在第三液压支架的后部构筑木垛，通过木垛支撑第一液压支架后方的第一支撑梁和第三液压支架后方的第二支撑梁，木垛阻隔在第二液压支架与采空区之间；
在煤柱与第一液压支架之间构筑第一混凝土墙，在木垛的内侧构筑第二混凝土墙；
第一混凝土墙与第二混凝土墙之间形成一段沿空留巷；
第一液压支架后方的第一支撑梁固定在第一混凝土墙与第二混凝土墙上，第三液压支架后方的第二支撑梁固定在第二混凝土墙与木垛上；
S004：第二液压支架和第四液压支架同步前移第二预设距离；
S005：重复执行步骤S002至S004直至沿空留巷施工完成。
2.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
在步骤S003中还包括：在第一液压支架前移后，在第一液压支架的后方支设第一柔模，第一柔模的内侧与煤柱接触；
向第一柔模内浇筑混凝土浆液；
静置第一预设时间，形成第一混凝土墙。
3.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
在步骤S003中还包括：在形成木垛后，在木垛的内侧支设第二柔模，第二柔模的外侧与木垛接触；
向第二柔模内浇筑混凝土浆液；
静置第二预设时间，形成第二混凝土墙。
4.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
在步骤S002中还包括：在支护空间内布置多个单体液压支柱。
5.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
在步骤S003中还包括：从第一混凝土墙向煤柱中打入多根锚杆和锚索；
在第二混凝土墙与木垛之间连接有多根锚杆。
6.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
第一混凝土墙朝向第二混凝土墙的表面为垂直平面，第二混凝土墙朝向第一混凝土墙的表面为垂直平面。
7.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架均包括顶梁和掩护梁；
当第一液压支架和第三液压支架同步前移时，在第一液压支架和第三液压支架的掩护梁的后端超过第二液压支架和第四液压支架的掩护梁的前端后停止前移。
8.根据权利要求7所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
当第二液压支架和第四液压支架同步前移时，在第二液压支架和第四液压支架的掩护梁的前端超过第一液压支架和第三液压支架的掩护梁的前端之前停止前移。
9.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
第二液压支架和第四液压支架的前移滞后第一液压支架和第三液压支架的前移。
10.根据权利要求1所述的在煤柱旁金属假顶下沿空留巷的施工方法，其特征在于，
在相邻的沿空留巷之间施工瓦斯释放钻孔。
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