CN113863956B - 煤矿井下工作面顺槽过巷方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法，其包括在顺槽的纵向方向上，对顺槽进行设计分区，以在顺槽施工过程中，针对不同的分区进行相应的支护，该方法在顺槽施工中，对顺槽进行分区，以进行不同的支护，用于保证顺槽的施工安全，进而保证上巷的稳定性，同时，这种支护方式，在施工中，上巷和下巷互相独立，互相影响小，施工量小，成本低。
Description
技术领域
本发明属于煤矿开采施工技术领域，具体涉及一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法。
背景技术
井工煤矿井巷工程布置中，综采工作面的顺槽往往与采区的回风上山巷道上下纵横交错，专业术语成为过巷。并且，在空间上位于上部的巷道被成为上巷，而处于下方的巷道被称为下巷。
过巷施工中，为保证上巷行人行车安全。过巷高度往往取值较大，一般不小于6m(岩柱)。而在实际生产中，受工作面顺槽坡度施工、距离施工的要求，过巷高度要求远小于6m。这种过巷高度的减少一方面造成支护困难，一方面使得安全岩柱的缩小降低了过巷区域的围岩稳定性，无法保证上巷行人行车安全。
在现有技术中，为了保证上巷的安全，例如，掘进工作面的顺槽与回风上山巷道贯通后，进行挑顶起底风桥施工。但是这种应对方式，工程量大，后期风桥设施管理难度大。再例如，可以在上巷进行架设工字钢桥梁式施工。但是这种施工方式架设前期施工量大，且过巷夹角偏差越大，效果越差，用料越多，而且受上巷管路影响，施工难度大。
由此，需要设计一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法用于解决尤其是过巷高度小于6m状态下工作面顺槽与回风上山过巷的施工问题而保证上巷的行人行车安全。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法。该方法在顺槽施工中，对顺槽进行分区，以进行不同的支护，用于保证顺槽的施工安全，进而保证上巷的稳定性。
根据本发明，提供了一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法，包括在顺槽的纵向方向上，对顺槽进行设计分区，以在顺槽施工过程中，针对不同的分区进行相应的支护。
在一个实施例中，在对顺槽进行分区过程中，在顺槽施工距离上巷帮沿的距离为1到1.5倍的过巷跨度到顺槽施工距离上巷帮沿之间的区域为第一区，顺槽过上巷区域为第二区，在顺槽施工过上巷后到距离为1到1.5倍的过巷跨度的区域为第三区。
在一个实施例中，在第一区中，顺槽的巷道采用29U型可缩型支架进行支护，并且在顺槽的横向断面上，在巷道的拱顶采用第一锚索进行支护，而在巷道的拱顶采用第一锚杆进行支护，在拱帮上采用第二锚杆进行支护，其中，在拱顶第一锚索和第一锚杆间隔式设置，第二锚杆的长度小于第一锚杆的长度。
在一个实施例中，在第一区中，在巷道的拱顶处，采用三根第一锚索进行支护，其中一个第一锚索位于拱顶的中心处，另两个第一锚索对称式分布在拱顶的中心两边，第一锚索为加长锚索并穿过煤层锚固到老顶上。
在一个实施例中，第一锚杆和第二锚杆其中两个相邻的锚杆之间的间距为700-900mm。
在一个实施例中，在第二区中，顺槽的巷道采用29U型可缩型支架进行支护，并且在顺槽的横向断面上，在巷道的拱顶采用第二锚索进行支护，第二锚索构造为对穿锚索以与施工在上巷的帮部的施工锚杆进行固定。
在一个实施例中，第二锚索穿到上巷中并预留250-350mm，并利用倒链链条与施工在上巷的帮部的施工锚杆进行连接形成斜拉结构。
在一个实施例中，在第二区顺槽的横向断面上，在巷道的拱顶采用第三锚杆进行支护，在巷道的巷帮采用第四锚杆进行支护，其中，第三锚杆的长度相对于第一锚杆的长度变小，而第四锚杆的长度相对于第二锚杆的长度增加。
在一个实施例中，第三区的支护方式与第一区的支护方式关于第二区对称。
在一个实施例中，在顺槽分区的巷道进行全断面喷浆，在喷浆中，采用强度C25的混凝土进行，且喷浆的厚度为45-55mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该方法在顺槽施工中，对顺槽进行分区，以进行不同的支护，用于保证顺槽的施工安全，进而保证上巷的稳定性。同时，这种支护方式，在施工中，上巷和下巷互相独立，互相影响小，施工量小，成本低。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了根据本发明的一个实施例的煤矿井下工作面顺槽和回风上山等巷道的布设；
图2为来自图1的A-A剖视图；
图3为来自图1的B-B剖视图。
在附图中，相同的部件采用相同的附图标号。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
本发明的实施例提出了一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法。如图1所示，在煤矿井巷中，综采工作面的顺槽1作为下巷需要过巷回风上山巷道2。在实际施工中，顺槽1从回风上山巷道2的下方穿过。根据本申请，如图2所示，在顺槽1的过巷以及附近区域，并于巷道的纵向方向上，对顺槽1进行设计分区，以在顺槽1施工过程中，针对不同的分区进行相应的支护，从而科学的对过巷及其附近的区域的顺槽1进行支护，提高支护的科学性，用于保证顺槽1的施工安全。而且这种支护有助于保证上巷(在本申请中，为回风上山巷道2)的稳定性。同时，这种支护方式，在施工中，有助于保证上巷和下巷互相独立，互相影响小，施工量小，成本低。
具体地，根据本发明，将顺槽1施工距离上巷帮沿的距离为1到1.5倍的过巷跨度处为第一区的起点。也就是说，第一区的起点设置到距离上巷帮沿到顺槽1为1到1.5倍的过巷跨度处，例如1倍。而第一区的终点可以设置到上巷帮沿附近。从而，第一区的纵向的支护范围大体为1到1.5被的过巷跨度。在图2中a所处的区域为第一区。
在第一区范围内，架设29U型可缩型支架3进行断面支护。该29U型可缩型支架3的初撑力比较大，支护强度也大，同时，这种29U型可缩型支架3安装简易、不易变形，可以有效降低冒顶、片帮等事故的发生，安全可靠。
在第一区范围内，横向端面支护，在拱顶处采用第一锚索11进行支护。该第一锚索11为加长锚索全长锚固，以使得第一锚索11穿透到比较深的围岩内，以锚固在深层的围岩内从而提高支护稳定性。例如，在一个横向断面内，第一锚索11可以为三个，其中一个分布在围岩拱顶的大体中心位置，另两个第一锚索11对称式分布在拱顶的中心两边，第一锚索11的在横向断面上的大体位置可以参照图3。例如，在一个具体的例子中，该第一锚索11为φ21.8×7300mm锚索。尤其需要说明的是，在第一区的初始横断面上，第一锚索11可以为φ21.8×10300mm锚索，用于保证顺槽过巷区域的稳定性。第一锚索11之间的间排距可以为1500×1500mm左右。第一锚索11用于将深部围岩锚固稳定，限制减少采动影响和矿压现象长期对巷道支护强度的破坏作用，进而保证上巷的稳定性。
在第一区中，在横向断面的拱顶采用第一锚杆12进行支护。横向截面中，在拱顶相邻的第一锚杆12间隔700-900mm，例如800mm。并且，布设的起始的第一锚杆12位于拱顶中心的一侧。在一个具体的实施例中，第一锚杆12构造为Φ22×2500mm左旋螺纹钢锚杆。在拱帮上采用第二锚杆(图中未示出)进行支护。第二锚杆的长度小于第一锚杆12的长度。例如，横向截面中，相邻的第二锚杆之间的间距为700-900mm，例如800mm。同时，相邻的第一锚杆12和第二锚杆之间的间距也可以为700-900mm，例如800mm。在一个具体的实施例中，第二锚杆构造为Φ22×1800mm左旋螺纹钢锚杆。在第一区施工中，这种组合的支护方式可以减少采动影响，有助于保持上下巷的长期稳定性。
在顺槽1施工到达上巷帮沿时，进入到第二区(在图2中以b表示)。在第二区中，继续架设29U型可缩型支架3，进行支护。再看图3，在横向断面上，在巷道的拱顶采用第二锚索21进行支护。第二锚索21构造为对穿锚索，两端锁具卡紧，且上端与施工在上巷的帮部的施工锚杆41进行固定。具体地，第二锚索21穿到上巷中并预留250-350mm，例如300mm，并利用比如9吨倒链链条42与施工在上巷的帮部的施工锚杆41进行连接形成斜拉结构。例如，斜拉构造为1：1或者1：2斜拉。
需要注意地，在第二区中，在横断面上，第二锚索21的支护位置与第一区的中的第一锚索11的支护位置大体相同或者相似，但是锚索调整为对穿锚索。例如，该第二锚索21在横断面上，也可以为三根，其中一个分布在围岩拱顶的大体中心位置，另两个对称式分布在拱顶的中心两边。第二锚索21的间排距也可以参照第一区的第一锚索11的间排距。
在第二区的横向断面上，在巷道的拱顶采用第三锚杆22进行支护，支护位置与方式与第一区的第一锚杆12相同或者类似。在巷道的巷帮采用第四锚杆23进行支护，支护位置与方式与第一区的第二锚杆相同或者类似。但是，第三锚杆22的长度相对于第一锚杆12的长度变小，而第四锚杆23的长度相对于第二锚杆的长度增加。例如，，第三锚杆22型号选用φ20×1800mm左旋螺纹钢锚杆。第四锚杆23型号选用φ20×2500mm左旋螺纹钢锚杆。该区域为过巷区域，第三锚杆22锚固悬吊稳定岩层厚度有限，因此采用高预紧力锚杆，凸显组合梁和压力拱效果，通过悬吊第二锚索21补充缺失的悬吊梁效果。同时增加帮部支护强度，防止帮部强度不足导致顶部支护效果折扣，因此第四锚杆23的长度要适当增加。
在顺槽1穿过上巷后，进入第三区施工(在图2中以c标示)。也就是说，在顺槽施工穿过上巷后到距离为1到1.5倍的过巷跨度的区域为第三区。根据本申请，第三区的施工方式可以与第一区相同或者类似，但是相对于第二区大体对称。此区域支护的重点是通过锚索将深部围岩锚固稳定，限制减少采动影响和矿压现象长期对巷道支护强度的破坏作用。
可以理解的，在上述相应区的锚杆锚索等支护完成后，需要对第一区到第三区的顺槽进行全断面喷浆。在喷浆中，采用强度C25的混凝土进行，且喷浆的厚度为45-55mm。喷浆具有增加支护强度，防止围岩风化，增加巷道美观的作用。
根据本申请的煤矿井下工作面顺槽过巷方法，在顺槽1施工中，上下巷的系统彼此独立，互相不影响或者影响很小。尤其时，这种方法中，支护工程量小，支护方式方法常见，成本低。因此，该方法可以尤其应用于过巷高度小于6m状态下工作面顺槽1与回风上山过巷的施工问题而保证上巷的行人行车安全。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种煤矿井下工作面顺槽过巷方法，其特征在于，包括在顺槽的纵向方向上，对顺槽进行设计分区，以在顺槽施工过程中，针对不同的分区进行相应的支护，在对顺槽进行分区过程中，在顺槽施工距离上巷帮沿的距离为1到1.5倍的过巷跨度到顺槽施工距离上巷帮沿之间的区域为第一区，顺槽过上巷区域为第二区，在顺槽施工过上巷后到距离为1到1.5倍的过巷跨度的区域为第三区，其中，
在第一区中，顺槽的巷道采用29U型可缩型支架进行支护，并且在顺槽的横向断面上，在巷道的拱顶采用第一锚索进行支护，而在巷道的拱顶采用第一锚杆进行支护，在拱帮上采用第二锚杆进行支护，其中，在拱顶第一锚索和第一锚杆间隔式设置，第二锚杆的长度小于第一锚杆的长度，
在第二区中，顺槽的巷道采用29U型可缩型支架进行支护，并且在顺槽的横向断面上，在巷道的拱顶采用第二锚索进行支护，第二锚索构造为对穿锚索以与施工在上巷的帮部的施工锚杆进行固定，在第二区顺槽的横向断面上，在巷道的拱顶采用第三锚杆进行支护，在巷道的巷帮采用第四锚杆进行支护，其中，第三锚杆的长度相对于第一锚杆的长度变小，而第四锚杆的长度相对于第二锚杆的长度增加，
第三区的支护方式与第一区的支护方式关于第二区对称。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下工作面顺槽过巷方法，其特征在于，在第一区中，在巷道的拱顶处，采用三根第一锚索进行支护，其中一个第一锚索位于拱顶的中心处，另两个第一锚索对称式分布在拱顶的中心两边，第一锚索为加长锚索并穿过煤层锚固到老顶上。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下工作面顺槽过巷方法，其特征在于，第一锚杆和第二锚杆其中两个相邻的锚杆之间的间距为700-900mm。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下工作面顺槽过巷方法，其特征在于，第二锚索穿到上巷中并预留250-350mm，并利用倒链链条与施工在上巷的帮部的施工锚杆进行连接形成斜拉结构。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的煤矿井下工作面顺槽过巷方法，其特征在于，在顺槽分区的巷道进行全断面喷浆，在喷浆中，采用强度C25的混凝土进行，且喷浆的厚度为45-55mm。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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