CN114017083B - 一种煤矿巷道支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿巷道支护方法，包括如下步骤：S1：开挖巷道。S2：确定冲击危险区，然后确定基本支护范围为当前工作面向前的200‑250m。S3：分别在冲击危险区和非冲击危险区打锚索孔和锚杆孔。S4：分别向锚索孔和锚杆孔装入锚索和锚杆，使锚索和锚杆的顶端穿过巷道内的煤层，与基岩层固定。S5：通过托盘对锚索和锚杆进行固定，完成基本支护。S6：进行超前支护，以支撑巷道的顶板。超前支护范围为当前工作面向前的200‑250m。本发明将基本支护范围以及超前支护范围进行了扩大，该范围能够涵盖煤矿开采过程中的所影响的区域，能够有效防止顶板冒落事故的发生。另外，本发明的基本支护中，锚杆和锚索直接和坚固的基岩层固定，能够进一步提升支护稳定性。
Description
技术领域
本发明属于巷道施工技术领域，具体涉及一种煤矿巷道顶板支护方法。
背景技术
采掘工作空间或井下其它工作地点顶板岩石发生坠落事故叫做顶板冒落，目前矿井下每年都会因顶板冒落而导致作业人员伤亡和财产损失，因此，控制巷道顶板冒落对于遏制冒顶事故的发生有着重要的意义。
实际煤矿开采过程中，在控制顶板冒落时，要掌握常见巷道冒顶事故发生的原因，顶板冒落事故发生常见的原因包括很多，支护方案欠佳导致的巷道支护强度不足是其中常见的原因。
因此，针对巷道支护强度不足而发生的顶板冒落事故需要加以避免，亟需提出一种支护强度能满足实际生产需要的巷道支护方法。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了解决现有技术中存在的因支护强度不足而发生顶板冒落，导致矿井下人员伤亡以及财产损失的问题，本发明提供一种煤矿巷道支护方法。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种煤矿巷道支护方法，包括如下步骤：
S1：根据煤矿实际的地质情况开挖巷道；
S2：确定巷道内的冲击危险区，然后确定巷道的基本支护范围为当前工作面向前的200-250m；
S3：在冲击危险区打锚索孔，在非冲击危险区打锚杆孔；
S4：分别向冲击危险区以及非冲击危险区的锚索孔和锚杆孔装入锚索和锚杆，所述锚索以及所述锚杆的顶端穿过巷道内的煤层，与基岩层固定；
S5：安装托盘，对锚索以及锚索进行固定，完成巷道的基本支护；
S6：进行超前支护：在巷道内设置单体液压支柱，单体液压支柱之间设置顶梁，所述顶梁用于支撑巷道的顶板；所述超前支护范围为当前工作面向前的200-250m。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S4中，所述锚索孔包括用于安装长锚索的长锚索孔以及用于安装短锚索的短锚索孔；每排所述长锚索孔之间的距离为2000mm，同一排长锚索孔内，相邻两个长锚索孔之间的距离为3000mm，每排所述短锚索孔之间的距离为1000mm，同一排短锚索孔内，相邻两个短锚索孔之间的距离为1500mm；
所述长锚索孔按照2-1-2方式分布，所述2-1-2方式指的是第1排分布2个长锚索孔，第2排分布1个长锚索孔，第3排分布2个长锚索孔，以此类推。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S4中，所述长锚索为Ф15.24mm×6300mm的钢绞锚索：所述短锚索为Ф15.24mm×4000 mm的钢绞锚索。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S4中，所述锚杆为Φ22mm×2600mm高强度螺纹钢锚杆。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S4中，向每个锚杆孔以及锚索孔内放入3支树脂锚固剂，所述长锚索、所述短锚索以及所述锚杆的顶部通过所述树脂锚固剂与基岩层固定。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S5中，所述托盘包括锚杆托盘以及锚索托盘，所述锚杆托盘用于锁定所述锚杆，所述锚索托盘用于锁定所述锚索；所述锚杆托盘为150mm×150mm×10mm的钢板托盘，所述锚索托盘为300mm×300mm×16mm的钢板托盘。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S6中，所述单体液压支柱共设置1-3排，优选为3排，每排单体液压支柱之间的距离为0.5m-1.5m，优选为0.8m。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S6中，在所述单体液压支柱上设置走向支撑杆，所述走向支撑杆设置在每排中相邻的2个单体液压支柱之间，以及每列中相邻的2个单体液压支柱之间，所述走向支撑杆与所述单体液压支柱形成网络支撑结构。
如上所述的巷道支护方法，优选地，步骤S4中，所述锚杆孔包括竖直向锚杆孔以及倾斜向锚杆孔；所述锚索孔包括竖直向锚索孔以及倾斜向锚索孔；
竖直向是指锚杆孔或者锚索孔与其所在的巷道顶板或者巷道帮部相垂直，倾斜向是指与竖直向存在一定夹角；
所述倾斜向锚杆孔与所述竖直向锚杆孔的夹角为10-40°，所述倾斜向锚索孔与所述竖直向锚索孔的夹角为10-40°。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：
第一，本发明将基本支护范围进行了扩大，将巷道的基本支护范围扩大为当前工作面向前的200-250m，该范围涵盖了煤矿开采过程中的所影响的区域，本发明通过扩展基本支护区域的面积，能够有效防止顶板冒落事故的发生。另外，本发明还通过锚杆和锚索共同对巷道进行基本支护，尤其针对冲击危险区，采用锚索进行支护，能够加强支护效果。此外，本发明的基本支护中，锚杆和锚索能够直接和较为坚固的基岩层接触和固定，能够进一步提升巷道的稳定性。
第二，本发明还扩大了超前支护范围，将超前支护范围确定为当前工作面的200-250m，该范围能够涵盖煤矿开采过程中的所影响的区域，本发明将超前支护区域进行扩展，能够有效防止顶板冒落事故的发生。
附图说明
图1为本发明中巷道支护方法的原理图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本实施例提供一种煤矿巷道支护方法，包括如下步骤：
S1：根据煤矿实际的地质情况开挖巷道。
S2：确定巷道内的冲击危险区，然后确定巷道的基本支护范围为当前工作面向前的200-250m，优选为200m。
S3：在冲击危险区打锚索孔，在非冲击危险区打锚杆孔。
S4：分别向冲击危险区以及非冲击危险区的锚索孔和锚杆孔装入锚索和锚杆，锚索以及锚杆的顶端穿过巷道内的煤层，与基岩层固定。
S5：安装托盘，对锚索以及锚索进行固定，完成巷道的基本支护。
S6：进行超前支护：在巷道内设置单体液压支柱，单体液压支柱之间设置顶梁，顶梁用于支撑巷道的顶板；超前支护范围为当前工作面向前的200-250m。
步骤S2-步骤S5为巷道的基本支护，本实施例通过锚杆和锚索共同对巷道进行基本支护，具体地，如果巷道内存在冲击危险区，那么采用锚索对冲击危险区进行支护，相比现有技术中只采用锚杆对冲击危险区进行支护，锚索的支护效果更加牢固。
现有技术中，煤矿的掘进会对当前工作面约50-60m的范围产生影响，因此现有技术中巷道的基本支护范围一般为当前工作面向前的50-60m。本实施例将基本支护范围进行了扩大，将巷道的基本支护范围扩大为当前工作面向前的200-250m，因此本实施例中前工作面向前的200-250m的基本支护范围能够涵盖煤矿开采过程中的所影响的区域，能够有效防止顶板冒落事故的发生。另外，现有技术中，锚杆往往因为只深入到煤层，没有接触到基岩层而造成支护强度不足。本实施例的基本支护中，锚杆和锚索能够穿过煤层，直接和较为坚固的基岩层接触和固定，能够进一步提升巷道的稳定性。
现有技术中，超前支护范围一般只在当前工作面向前的20m左右。本实施例不仅扩大了基本支护范围，还扩大了超前支护范围，本实施例将超前支护范围确定为当前工作面的200-250m，该范围大于超前应力影响区，能够涵盖煤矿开采过程中的所影响的区域，本实施例将超前支护区域扩大后，能够有效防止顶板冒落事故的发生。
优选地，为了进一步加强巷道的支护强度和支护效果，在步骤S4中，锚杆孔包括竖直向锚杆孔以及倾斜向锚杆孔，以安装竖直向以及倾斜向的锚。锚索孔包括竖直向锚索孔以及倾斜向锚索孔，以安装竖直向以及倾斜向的锚索。
本实施例中，竖直向是指锚杆孔或者锚索孔与其所在的巷道顶板或者巷道帮部相垂直，倾斜向是指与竖直向存在一定夹角，具体地，为了保证支护的强度和效果，倾斜向锚杆孔与竖直向锚杆孔的夹角为10-40°，倾斜向锚索孔与竖直向锚索孔的夹角为10-40°。
优选地，步骤S4中，锚索孔包括用于安装长锚索的长锚索孔以及用于安装短锚索的短锚索孔。本实施例采用长锚索以及短锚索共同对冲击危险区进行基本支护。具体地，每排长锚索孔之间的距离为2000mm，同一排长锚索孔内，相邻两个长锚索孔之间的距离为3000mm，每排短锚索孔之间的距离为1000mm，同一排短锚索孔内，相邻两个短锚索孔之间的距离为1500mm。本实施例中，长锚索孔按照2-1-2方式分布，本实施例中所说的2-1-2方式指的是第1排分布2个长锚索孔，第2排分布1个长锚索孔，第3排分布2个长锚索孔，以此类推。
优选地，本实施例所采用的锚索均为钢绞锚索，区别在于长锚索的直径为15.24mm，长度为6300mm，短锚索的直径为15.24mm，长度为4000mm。
本实施例所采用的锚杆为高强度螺纹钢锚杆，锚杆的直径为22mm，长度为2600mm。现有技术中，基本支护所采用的锚杆长度较短，为2200mm，所以经常无法与位置更深，更加坚硬稳定的基岩层接触并固定，造成支护强度不足，容易出现顶板冒落事故。本实施例通过加长锚杆的长度，使其能够深入基岩层，以满足巷道所需的支护强度，避免应力集中区的支护强度不够造成顶板冒落。
优选地，步骤S4中，向每个锚杆孔以及锚索孔内放入3支树脂锚固剂，长锚索、短锚索以及锚杆的顶部通过树脂锚固剂与基岩层固定。
步骤S5中，托盘包括锚杆托盘以及锚索托盘，锚杆托盘用于锁定锚杆，锚索托盘用于锁定锚索。本实施例中所采用的锚杆托盘为150mm×150mm×10mm的钢板托盘，锚索托盘为300mm×300mm×16mm的钢板托盘。
本实施例中，在步骤S3之前，还需要在巷道顶板上铺设钢筋网或金属网以及钢带梁，金属网以及钢带梁要求紧贴煤岩面。在安装锚杆或者的托盘时，需要保证托盘紧贴钢带梁。
本实施例中，步骤S6属于超前支护。本实施例采用单体液压支柱进行巷道的超前支护。本实施例中，单体液压支柱共设置1-3排，优选为3排，相比现有技术设置2排单体液压支柱，能够加强超前支护的效果。另外，每排单体液压支柱之间的距离一般根据现场轨道宽度和皮带与巷帮距离来确定，本实施例中一般为0.5m-1.5m，优选为0.8m。
在超前支护中，本实施例还在单体液压支柱上设置走向支撑杆，走向支撑杆设置在每排中相邻的2个单体液压支柱之间，以及每列中相邻的2个单体液压支柱之间，走向支撑杆与单体液压支柱形成框架式网络支撑结构，以加强超前支护的效果。
以上实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定，本领域技术人员在权利要求的范围内做出各种变形或修改，均属于本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种煤矿巷道支护方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据煤矿实际的地质情况开挖巷道；
S2：确定巷道内的冲击危险区，然后确定巷道的基本支护范围为当前工作面向前的200-250m；
S3：在冲击危险区打锚索孔，在非冲击危险区打锚杆孔；
S4：分别向冲击危险区以及非冲击危险区的锚索孔和锚杆孔装入锚索和锚杆，所述锚索以及所述锚杆的顶端穿过巷道内的煤层，与基岩层固定；所述锚索孔包括用于安装长锚索的长锚索孔以及用于安装短锚索的短锚索孔；向每个锚杆孔以及锚索孔内放入3支树脂锚固剂，所述长锚索、所述短锚索以及所述锚杆的顶部通过所述树脂锚固剂与基岩层固定；所述锚杆孔包括竖直向锚杆孔以及倾斜向锚杆孔；所述锚索孔包括竖直向锚索孔以及倾斜向锚索孔；
竖直向是指锚杆孔或者锚索孔与其所在的巷道顶板或者巷道帮部相垂直，倾斜向是指与竖直向存在一定夹角；
所述倾斜向锚杆孔与所述竖直向锚杆孔的夹角为10-40°，所述倾斜向锚索孔与所述竖直向锚索孔的夹角为10-40°；
S5：安装托盘，对锚索以及锚索进行固定，完成巷道的基本支护；
S6：进行超前支护：在巷道内设置单体液压支柱，单体液压支柱之间设置顶梁，所述顶梁用于支撑巷道的顶板；所述超前支护范围为当前工作面向前的200-250m；在所述单体液压支柱上设置走向支撑杆，所述走向支撑杆设置在每排中相邻的2个单体液压支柱之间，以及每列中相邻的2个单体液压支柱之间，所述走向支撑杆与所述单体液压支柱形成网络支撑结构。
2.根据权利要求1所述的巷道支护方法，其特征在于，步骤S4中，每排所述长锚索孔之间的距离为2000mm，同一排长锚索孔内，相邻两个长锚索孔之间的距离为3000mm，每排所述短锚索孔之间的距离为1000mm，同一排短锚索孔内，相邻两个短锚索孔之间的距离为1500mm；
所述长锚索孔按照2-1-2方式分布，所述2-1-2方式指的是第1排分布2个长锚索孔，第2排分布1个长锚索孔，第3排分布2个长锚索孔，以此类推。
3.根据权利要求2所述的巷道支护方法，其特征在于，步骤S4中，所述长锚索为Ф15.24mm×6300mm的钢绞锚索：所述短锚索为Ф15.24mm×4000 mm的钢绞锚索。
4.根据权利要求1所述的巷道支护方法，其特征在于，步骤S4中，所述锚杆为Φ22mm×2600mm高强度螺纹钢锚杆。
5.根据权利要求1所述的巷道支护方法，其特征在于，步骤S5中，所述托盘包括锚杆托盘以及锚索托盘，所述锚杆托盘用于锁定所述锚杆，所述锚索托盘用于锁定所述锚索；所述锚杆托盘为150mm×150mm×10mm的钢板托盘，所述锚索托盘为300mm×300mm×16mm的钢板托盘。
6.根据权利要求1所述的巷道支护方法，其特征在于，步骤S6中，所述单体液压支柱设置为1-3排，每排单体液压支柱之间的距离为0.5m-1.5m。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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