CN113530581B - 一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿开采巷道支护领域，提供一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，该方法在锚网初步支护的基础上，利用内部置入了锚索骨架及充填料浆的空心方钢制作高强度顶梁，通过巷帮水平槽的自承能力及锚杆主动锚固作用力实现顶梁对极近距离采空区下巷道顶板强力支护。本发明大大提高了极近距离采空区下巷道顶板支护强度、减少了支护成本、提高了支护效率，尤其对本工作面采动影响下巷道顶板剧烈下沉控制效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开采过程巷道支护领域，尤其涉及一种用于极近距离采空区下巷道顶板支护方法。
背景技术
对于层间距小于3m的极近距离煤层群，上部煤层开采对底板形成较大程度破坏。下部煤层回采时，需要在上部煤层采空区下布置巷道，巷道掘进过程面临顶板薄且破碎程度高的问题；另外，当本工作面进行回采时，受采动动压影响，巷道顶板压力剧增，顶板下沉剧烈，若巷道顶板支护强度不合理，容易形成大面积顶板冒落，造成巷道顶板事故。
现有技术条件下，极近距离采空区下巷道顶板支护方法主要采用锚杆配合锚索梁或工字钢棚联合支护。由于极近距离采空区下巷道顶板厚度较小，锚索梁支护时，锚索端头在上部采空区没有锚固基础，受本工作面采动动压影响后，锚索容易脱落，造成锚索梁支护失效；而工字钢棚属于被动支护，仅在顶板下沉后才能承载，当顶板压力剧增时，工字钢棚棚腿容易钻入底板或产生弯折，造成支护失效；另外，工字钢笨重，搬运不便，工字钢棚支护效率较低。
发明内容
基于上述分析，本发明的目的在于提供一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，用来解决现有顶板支护技术中支护构件易损坏、支护效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现。
一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，包括以下步骤。
a.巷道向前掘出800~1000mm后，在临时支护的保护下，紧贴顶板铺设金属网，并在顶板安装两排锚杆，锚杆间距为800mm，排距为800~1000mm，形成顶板锚网初步支护。
b.在两排锚杆中间的巷帮肩角处掏水平槽，水平槽深度200~300mm。
c.制作顶梁。顶梁是由方钢及其内部置入的锚索骨架组成，方钢上面开设有2~3个锚杆孔，锚索骨架是由若干根锚索与钢箍通过细铁丝绑扎而成。
d.将顶梁两端放置于巷道肩角处水平槽中，并在顶梁与水平槽空隙处预埋注浆管。
e.通过方钢上面的锚杆孔，向顶板安装锚杆，使顶梁紧贴巷道顶板。
f.向水平槽内喷浆，封堵水平槽与顶梁之间的空隙。
g.待步骤f中喷入水平槽与顶梁之间空隙的浆液完全凝固后，通过步骤d预埋入水平槽的注浆管，向方钢内部注入混凝土料浆。
h.按照a~f步骤，完成一个掘进循环步距为800~1000mm的巷道顶板支护；重复一~七步骤，进行下一个掘进循环顶板支护。
所述的方钢为空心方钢，方钢长度大于巷道宽度400~600mm，方钢横截面边长为150~200mm、壁厚3~5mm。
所述的锚索直径为18~20mm。
所述的锚杆长度等于采空区下巷道顶板厚度，锚杆直径为20mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①本发明利用锚索骨架、混凝土料浆充填空心方钢，形成空心方钢-锚索骨架-混凝土的组合梁结构，其整体抗拉强度达到200MPa以上，抗变形性能大大提高。
②本发明中空心方钢梁可以充分利用巷帮自身的承载能力和锚索进行支撑，兼具主、被动支护。避免了现有顶板支护技术中工钢棚支护，棚腿易弯折、钻底；锚索梁支护，锚索无悬吊基础而脱落失效的技术问题。
③本发明的顶板支护方法，支护材料主要利用空心方钢、锚索骨架及混凝土料浆，支护材料加工简单；由于采用锚索骨架及混凝土料浆对空心方钢进行充填，大大节约了钢材使用量，减少了巷道支护成本。
④本发明提出的支护方法，安装简单，可以大大提高极近距离采空区巷道顶板支护强度及效率；尤其对本工作面采动影响下巷道顶板剧烈下沉控制效果显著。
附图说明
图1为本发明实施中巷道支护断面图。
图2本发明实施中巷道支护平面图。
图3为本发明中顶梁结构示意图。
图4为本发明中锚索骨架结构示意图。
附图标记：1-采空区；2-顶板；3-煤层；4-巷道；5-水平槽；6-金属网；7-锚杆；8-顶梁；9-注浆管；81-方钢；82-锚杆孔；83-锚索骨架；84-混凝土；831-锚索；832-钢箍。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例进行详细说明。实施例中巷道4与上方采空区1距离2.5m，巷道4宽度为4m。具体支护步骤如下。
a.巷道4向前掘出1000mm后，在临时支护的保护下，紧贴顶板2铺设金属网6，并在顶板安装两排锚杆7，锚杆7间距为800mm，排距为1000mm；锚杆长度为2500mm、直径20mm。
b.在两排锚杆7中间的巷帮肩角处掏水平槽5，水平槽5深度300mm。
c.制作顶梁8。方钢81长度为4600mm，横截面边长为150mm，壁厚5mm；方钢上面开设直径为200mm的锚杆孔82。在方钢81内置入锚索骨架83，锚索骨架83由8根直径为18mm、长度为4600mm的锚索与钢箍用细铁丝绑扎而成；将锚索骨架83置入方钢81制成顶梁8。
d.将顶梁8两端放置于水平槽5中，并在顶梁8与水平槽5空隙处预埋注浆管9。
e.通过方钢81上面的锚杆孔82，向顶板安装锚杆7，使方钢81紧贴巷道4的顶板2。
f.向水平槽5内喷浆，封堵水平槽5与顶梁8之间的空隙。
g.待步骤f中喷入水平槽5与顶梁8之间空隙的浆液完全凝固后，通过步骤d预埋入水平槽的注浆管9，向其内部注入混凝土84料浆。
h.按照a~g步骤，完成一个掘进循环步距为1000mm的巷道顶板支护；重复a~g步骤，进行下一个掘进循环顶板支护。
Claims (4)
1.一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.巷道向前掘出800～1000mm后，在临时支护的保护下，紧贴顶板铺设金属网，并在顶板安装两排锚杆，锚杆间距为800mm，排距为800～1000mm，形成顶板锚网初步支护；
b.在两排锚杆中间的巷帮肩角处掏水平槽，水平槽深度200～300mm；
c.制作顶梁，顶梁是由方钢及其内部置入的锚索骨架组成，方钢上面开设有2～3个锚杆孔，锚索骨架是由若干根锚索与钢箍通过细铁丝绑扎而成；
d.将顶梁两端放置于巷道肩角处水平槽中，并在顶梁与水平槽空隙处预埋注浆管；
e.通过方钢上面的锚杆孔，向顶板安装锚杆，使顶梁紧贴巷道顶板，锚杆贯穿顶梁伸入顶板并与顶板顶端平齐；
f.向水平槽内喷浆，封堵水平槽与顶梁之间的空隙；
g.待步骤f中喷入水平槽与顶梁之间空隙的浆液完全凝固后，通过步骤d预埋入水平槽的注浆管，向方钢内部注入混凝土料浆；
h.按照a～f步骤，完成一个掘进循环步距为800～1000mm的巷道顶板支护；重复一～七步骤，进行下一个掘进循环顶板支护。
2.根据权利要求1所述的一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，其特征在于，所述的方钢为空心方钢，方钢长度大于巷道宽度400～600mm，方钢横截面边长为150～200mm、壁厚3～5mm。
3.根据权利要求1所述的一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，其特征在于，所述的锚索直径为18～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种极近距离采空区下巷道顶板支护方法，其特征在于，所述的锚杆长度等于采空区下巷道顶板厚度，锚杆直径为20mm。
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