CN113685182A - 一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法 - Google Patents

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万志军
他旭鹏
覃述兵
刘泗斐
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Abstract

本发明公开了一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，包括如下步骤：S1：上一个区段的采煤工作面开采完成后，本区段进行沿空掘巷，留煤柱宽度小于煤柱内遗留锚杆长度，使遗留的锚杆端部露出煤柱；S2：在本区段临近上一个区段的回采巷道内，清除锚杆端部粘结的胶体及煤尘，对遗留的锚杆端部进行加工外螺纹；或，在上一个区段的回采巷道支护时，选用可复用锚杆，该可复用锚杆的两端均有外螺纹；S3：在遗留的锚杆端部安装垫片、托盘，并上紧紧固螺母，使托盘产生预紧力，从而实现锚杆复用。本发明通过减小煤柱宽度，复用遗留锚杆，使之形成锚栓结构，不仅能够有效支护留煤柱，也能够加快回采巷道掘进速度，降低成本，减少煤炭损失。

Description

一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法
技术领域
本发明涉及锚杆支护技术领域，具体涉及一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法。
背景技术
在煤矿井下，相邻的采煤工作面之间一般通过煤柱相互隔离，来维护工作面回采巷道的稳定，防止相邻采空区的水、有害气体涌入生产工作面危及安全生产。为减少煤炭损失，在保证回采巷道安全的前提下，煤柱宽度可以减小。
上一个区段采煤工作面开采前，其回采巷道多采用锚杆支护的方式维持岩壁稳定。上一个区段的采煤工作面开采完成后，形成采空区；下一个区段沿空掘巷时，采空区靠近遗留煤柱的锚杆仍然遗留在煤体中，但是由于采空区的压力，导致煤体破损，杆体与粘结材料间出现了的滑移错位问题，这会使粘结遭受破坏，遗留在煤体中的锚杆无法与煤体形成一个稳定的承载结构，导致巷道变形情况无法控制，遗留锚杆也无法起到支护作用。而对新的回采巷道进行支护时，由于煤柱内部破碎，锚杆锚固点不稳定，支护效果不理想。
目前，有对遗留锚杆抽出回收方法的报道，但是对煤柱遗留锚杆直接复用的研究仍是空白。井下直接复用锚杆可以极大减少新锚杆的使用，减少巷道支护成本，同时可以缩短锚杆支护时间，极大的提升巷道掘进速度。
发明内容
本发明的目的是提供一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，能够二次利用留煤柱中的锚杆，强化留煤柱的支护效果，加强留煤柱的稳定性，降低巷道支护成本；同时也能减少煤炭损失。
为实现上述目的，本发明采用的一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，包括如下步骤：
S1：上一个区段的采煤工作面开采完成后，本区段进行沿空掘巷，留煤柱宽度小于煤柱内遗留锚杆长度，使遗留的锚杆端部露出煤柱；
S2：在本区段临近上一个区段的回采巷道内，清除锚杆端部粘结的胶体及煤尘，对遗留的锚杆端部进行加工外螺纹；
或，
在上一个区段的回采巷道支护时，选用可复用锚杆，该可复用锚杆的两端均有外螺纹；
S3：在遗留的锚杆端部安装垫片、托盘，并上紧紧固螺母，使托盘产生预紧力，从而实现锚杆复用。
进一步的，步骤S1中，若遗留的锚杆端部露出煤柱的部分过长，将露出的锚杆端部预留出安装托盘及紧固螺母的尺寸，其余部分截断。
进一步的，步骤S3中，可对留煤柱选择多种支护方式配合进行支护。
本发明提供的一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，能够保障留煤柱稳定性的前提下，减小煤柱厚度，并二次利用遗留的锚杆，避免了重新打锚杆支护，减少巷道掘进中锚杆支护的时间，简便的同时极大提升掘进速度。锚杆复用，在遗留锚杆的基础上，开螺纹处理，造价较低，煤柱两侧锚杆支护参数差别较小，对煤柱遗留锚杆重复利用的在理论上可以减少煤柱巷道掘进侧重新进行锚杆支护，大大减少锚杆的使用数量，经济效益明显。除此之外煤柱在应力的作用下，煤柱变形破坏严重，整体处于塑性区，如果此时重新打入新锚杆支护，锚杆的锚固点不稳定，锚固的效果不够理想，对遗留锚杆的开螺纹复用形成锚栓结构，避免树脂锚固，加固效果有更好的提升。
附图说明
图1为上一个区段回采巷道支护剖面示意图；
图2为上一个区段回采巷道垮落后剖面示意图；
图3为本区段回采巷道支护剖面示意图；
图4为锚杆开螺纹示意图；
图5为遗留锚杆复用效果示意图；
1.基本顶，2.直接顶，3.待采煤层，4.直接底，5.上区段回采巷道，6.锚杆，7.采空区，8.留煤柱，9.本区段回采巷道，11.紧固螺母，12.托盘，13.垫片，14.外螺纹。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
以某一区段回采为例，上一个区段的回采巷道，即上区段回采巷5道支护采用锚杆6支护，如图1所示，上区段回采巷5道位于待采煤层3内，其上方依次为直接顶2、基本顶1，其下方为直接底4。当上一个区段的工作面推进后，直接顶2垮落形成采空区7，而上区段回采巷5道也随之垮落，其临近下一个区段的巷道侧帮仍保留有锚杆6，如图2所示。
为保证下一个区段正常开采，传统方法为沿空掘巷，为保证留煤柱8的稳定性，防止上一个区段采空区7的水及瓦斯涌入本区段，需要使留煤柱8宽度大于留煤柱8内部的锚杆6，如此，虽然留煤柱8内部的锚杆6因留煤柱8的破坏而部分失效，但仍有部分锚杆6有效，此时需要重新再本区段的回采巷道内向留煤柱8打锚杆6支护。这种方法虽能够维护留煤柱8的稳定性，但一是需要重新打锚杆6，工作量大、成本高、降低巷道掘进速度，二是留煤柱8宽度较大，导致留煤柱8中的大量煤炭无法开发，造成浪费。若留煤柱8的宽度较小，则不仅原来的锚杆6失效，且无法再打入新的锚杆6，使支护更加困难。
本发明基于上述因素考虑，提出一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆6的复用方法，包括如下步骤：
S1：如图3所示，上一个区段的采煤工作面开采完成后，本区段进行沿空掘巷，留煤柱8宽度小于煤柱内遗留锚杆6长度，使遗留的锚杆6端部露出煤柱；
由于对留煤柱8进行复用，因此可以尽可能降低留煤柱8的宽度，从而增加了煤炭采出率，减少了浪费。
S2：以图3为例，此时留煤柱8中的锚杆6右端部露出，锚杆6的右端部失去锚固点，从而导致锚杆6失效。
在本区段临近上一个区段的回采巷道内，即本区段回采巷道9，清除锚杆6端部粘结的胶体及煤尘，对遗留的锚杆6端部进行加工外螺纹14；如图4所示，若遗留的锚杆6右端部露出煤柱的部分过长，将露出的锚杆6端部预留出安装托盘12及紧固螺母11的尺寸，其余部分截断。锚杆6的右端部加工出外螺纹14段。
也可以采用下种方式，
在上一个区段的回采巷道支护时，选用可复用锚杆6，该可复用锚杆6的两端均有外螺纹14；外螺纹14可以配合托盘12及紧固螺母11。在此条件下，如图3，经过步骤S1，可复用锚杆6的有外螺纹14的右端部直接露出留煤柱8表面，直接清洗去除粘结的胶体及煤尘，即可。
S3：在遗留的锚杆6端部安装垫片13、托盘12，并上紧紧固螺母11，使托盘12产生预紧力，从而实现锚杆6复用。如图4及图5所示，留煤柱8内的锚杆6两端位于留煤柱8两侧的回采巷道内，且两端均上紧垫片13、托盘12及紧固螺母11，遗留锚杆6被改造成锚栓结构，可以再次对留煤柱8起到支护作用。为了更好的提升锚栓的锚固力，需要对紧固螺母11与煤体之间进行紧固，通过扭矩扳手施加预紧力，使之达到设计预紧力，确保煤柱与锚杆6可以形成稳定的承载结构。上述步骤可以使得锚杆6对煤柱支护作用的稳定性极大加强。
进一步的，步骤S3中，可对留煤柱8选择多种支护方式配合进行支护。如在安装垫片13、托盘12前，可以先在回采巷道内壁安装锚网，再安装垫片13、托盘12，也可以配合安装钢带进行支护。
本发明提供的一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆6的复用方法，能够保障留煤柱8稳定性的前提下，减小煤柱厚度，并二次利用遗留的锚杆6，避免了重新打锚杆6支护，减少巷道掘进中锚杆6支护的时间，简便的同时极大提升掘进速度。锚杆6复用，在遗留锚杆6的基础上，开螺纹处理，造价较低，煤柱两侧锚杆6支护参数差别较小，对煤柱遗留锚杆6重复利用的在理论上可以减少煤柱巷道掘进侧重新进行锚杆6支护，大大减少锚杆6的使用数量，经济效益明显。除此之外煤柱在应力的作用下，煤柱变形破坏严重，整体处于塑性区，如果此时重新打入新锚杆6支护，锚杆6的锚固点不稳定，锚固的效果不够理想，对遗留锚杆6的开螺纹复用形成锚栓结构，避免树脂锚固，加固效果有更好的提升。

Claims (3)

1.一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：上一个区段的采煤工作面开采完成后，本区段进行沿空掘巷，留煤柱(8)宽度小于煤柱内遗留锚杆(6)长度，使遗留的锚杆(6)端部露出煤柱；
S2：在本区段临近上一个区段的回采巷道内，清除锚杆(6)端部粘结的胶体及煤尘，对遗留的锚杆(6)端部进行加工外螺纹(14)；
或，
在上一个区段的回采巷道支护时，选用可复用锚杆，该可复用锚杆的两端均有外螺纹(14)；
S3：在遗留的锚杆(6)端部安装垫片(13)、托盘(12)，并上紧紧固螺母(12)，使托盘产生预紧力，从而实现锚杆复用。
2.根据权利要求1所述的一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，其特征在于：步骤S1中，若遗留的锚杆(6)端部露出煤柱的部分过长，将露出的锚杆(6)端部预留出安装托盘(12)及紧固螺母(12)的尺寸，其余部分截断。
3.根据权利要求1所述的一种沿空掘巷煤柱内遗留锚杆的复用方法，其特征在于：步骤S3中，可对留煤柱(8)选择多种支护方式配合进行支护。
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