CN114352318B - 用于综放工作面回风巷超前支护的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种用于综放工作面回风巷超前支护的方法，包括如下步骤：S01、在工作面回风巷内采用单元支架超前支护顶板预设支护长度；S02、单元支架距工作面煤壁预设长度时，将单元支架前移；S03、单元支架移出后在回风巷布置可截割泵送支柱支护顶板。本申请提出的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，能够加强回风巷超前支护质量、稳定性和可靠性，确保顶板安全，控制顶板下沉，从而降低安全风险，提高生产效率，确保上口的行人、通风及工作面生产安全，具备很好的安全、经济和社会效益。

Description

用于综放工作面回风巷超前支护的方法

技术领域

本发明属于综放工作面回风巷支护方法技术领域，具体涉及一种用于综放工作面回风巷超前支护的方法。

背景技术

综放工作面回风巷原支护方法采用架设“一梁三柱”倾向钢梁棚的方法。受工作面采动动压的严重影响，超前30m范围内“π”钢梁弯曲，木底鞋钻底，单体支柱倾斜严重并且顶板伴有响声。超前30m范围内顶板最大下沉量560mm左右，底鼓最大量1750mm左右，上帮帮鼓1200mm左右，下帮帮鼓530mm左右。回风巷上口行人安全高度不足1800mm，每天早班需要安排专人对回风巷超前段进行起底作业，压力最大时期回风巷上口存在“压死”的风险。同时，由于压力大，钢梁及单体液压支柱断裂、弯曲、变形十分严重，支护材料消耗量巨大。

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，提供一种用于综放工作面回风巷超前支护的方法，能够加强回风巷超前支护质量、稳定性和可靠性，确保顶板安全，控制顶板下沉，从而降低安全风险，提高生产效率，确保上口的行人、通风及工作面生产安全，具备很好的安全、经济和社会效益。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于综放工作面回风巷超前支护的方法，包括如下步骤：S01、在工作面回风巷内采用单元支架超前支护顶板预设支护长度；S02、单元支架距工作面煤壁预设长度时，将单元支架前移；S03、单元支架移出后在回风巷布置可截割泵送支柱支护顶板。

根据本发明的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，采用“可截割泵送支柱”支护时，顶板支护强度大大提高，回风巷超前支护质量可靠，施工作业时，不用再架设钢棚、人员无需登高作业，施工期间既节省人力、节约时间，又无高空作业的安全隐患，施工工序减少，操作简单，安全可靠，回风巷采用单元支架与可截割泵送支柱联合支护顶板时，单元支架距工作面煤壁预设长度时，将单元支架前移，移除后在巷道原单元支架位置处支设可截割泵送支柱，起底相对较少，仅仅每天安排少量人员进行起底一次满足行人高度与通风端面就可以了。尤其是，该可截割泵送支柱可以被采煤机割掉，不需要再进行专门的移设，简化了施工工序，提高了效率。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，在一个优选的实施方式中，步骤S01中，预设支护长度不小于100m。

上述超前支护长度范围，能够极大程度上确保超前支护顶板的稳定可靠性。

具体地，在一个优选的实施方式中，步骤S02中，预设长度不小于30m。

上述单元支架距工作面煤壁的长度范围，能够极大程度上确保超前支护施工过程中的安全性和可靠性。

具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤S03中，可截割泵送支柱的外径为690～710mm,尤其优选700mm，相邻的可截割泵送支柱的中心间距为2190～2210mm，尤其优选2200mm,并且可截割泵送支柱通过混凝土材料浇筑而成。

上述结构尺寸范围的可截割泵送支柱以及具体布置尺寸范围，能够极大程度上保证泵送支柱对顶板的超前支护结构的稳定可靠性。另外，通过浇筑所形成的可截割泵送支柱工艺简单，容易实现，尤其该所形成的可截割泵送支柱抗压能力强，有助于保证支撑稳定性，并且可截隔性能好能有效避免增加采煤机的负担。

具体地，在一个优选的实施方式中，步骤S03具体包括如下子步骤：S031、拆除超前支护的单元支架；S032、在预设布置泵送支柱位置悬挂模袋；S033、固定模袋；S034、向模袋内泵送注浆材料，并形成可截割泵送支柱。

通过上述施工方式现场完成可截割泵送支柱的制作，能够有效保证泵送支柱施工质量达到设计强度，从而保证支护强度。

具体地，在一个优选的实施方式中，子步骤S032中，通过带钩的膨胀螺钉、铁丝将模袋上方的吊耳与顶板相接，用于将模袋悬挂在顶板上。

上述模袋的悬挂方式，能够保证连接的稳定性，进而能够有效避免注浆时造成模袋松弛以及模袋下坠造成接顶不好，同时施工过程中保持模袋垂直能够有效避免支柱歪曲，影响结构强度和支护强度。

具体地，在一个优选的实施方式中，子步骤S032中，所用模袋带有钢圈所成型的内骨架，并且，在悬挂模袋时顶部的第一个钢圈紧贴顶板。

具有骨架的模袋可以更好的避免变形，保证可截割泵送支柱的自身形状，进而保证支护效果。另外，第一个钢圈紧贴顶板，可以保证模袋悬挂效果，并且有效减少充填模袋的长度浪费。

具体地，在一个优选的实施方式中，模袋悬挂前，模袋处对应的底板挖到实底且保证底板平整，模袋悬挂完成之后与顶板底板均互相垂直。

上述施工方式能够有效确保施工完成后的泵送支柱的结构强度达到最佳效果。

具体地，在一个优选的实施方式中，子步骤S033中，模袋悬挂完成之后，采用两根以上木条均匀布置在模袋四周，木条与模袋紧贴并垂直地面，采用铁丝沿竖直方向均匀间隔布置捆绑木条固定在模袋上；最下面一组铁丝距离底板平台预设高度。

上述固定方式，能够有效保证模袋的固定稳定可靠，且不影响施工过程和施工效率。

具体地，在一个优选的实施方式中，预设高度为14～16cm，尤其优选为15cm，并且，所述步骤S03中，可截割泵送支柱靠近回风巷上帮侧。

上述高度范围，能够在极大程度上保证模袋固定稳定可靠的基础上避免影响泵送效率。同时，这种设置可以保证回风巷稳定性和可靠性，有效控制顶板下沉。

相比现有技术，本发明的优点在于：能够加强回风巷超前支护质量、稳定性和可靠性，确保顶板安全，控制顶板下沉，从而降低安全风险，提高生产效率，确保上口的行人、通风及工作面生产安全，具备很好的安全、经济和社会效益。

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示意性显示了本发明实施例的回风巷超前支护平面结构；

图2示意性显示了图1的A向断面结构；

图3示意性显示了图1的B向断面结构；

图4示意性显示了本发明实施例中模袋固定状态；

图5示意性显示了本发明实施例中的注浆施工过程。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。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。

图1示意性显示了本发明实施例的回风巷超前支护平面结构。图2示意性显示了图1的A向断面结构。图3示意性显示了图1的B向断面结构。图4示意性显示了本发明实施例中模袋固定状态。图5示意性显示了本发明实施例中的注浆施工过程。

如图1至图3所示，本发明实施例的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，包括如下步骤：S01、在工作面回风巷10内采用单元支架1超前支护顶板2预设支护长度；S02、单元支架1距工作面煤壁预设长度时，将单元支架1前移；S03、单元支架1移出后在回风巷10布置可截割泵送支柱3支护顶板2。

根据本发明实施例的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，采用“可截割泵送支柱”支护时，顶板支护强度大大提高，回风巷超前支护质量可靠，施工作业时，不用再架设钢棚、人员无需登高作业，施工期间既节省人力、节约时间，又无高空作业的安全隐患，施工工序减少，操作简单，安全可靠，回风巷采用单元支架与可截割泵送支柱联合支护顶板时，单元支架距工作面煤壁预设长度时，将单元支架前移，移除后在巷道支设可截割泵送支柱，起底相对较少，仅仅每天安排少量人员进行起底一次满足行人高度与通风端面就可以了。尤其是，该可截割泵送支柱可以被采煤机割掉，不需要再进行专门的移设，简化了施工工序，提高了效率。

具体地，在本实施例中，在步骤S01中，预设支护长度不小于100m。上述超前支护长度范围，能够极大程度上确保超前支护顶板的稳定可靠性。具体地，在本实施例中，在步骤S02中，预设长度不小于30m。上述单元支架距工作面煤壁的长度范围，能够极大程度上确保超前支护施工过程中的安全性和可靠性。

根据现场的情况，可以设置可截割泵送支柱3的具体尺寸，以及布设的间距和位置等。例如，在一个具体的实施例中，在步骤S03中，可截割泵送支柱3的外径为690～710mm,尤其优选700mm，可截割泵送支柱3的中心间距为2190～2210mm，尤其优选2200mm。上述结构尺寸范围的可截割泵送支柱以及具体布置尺寸范围，能够极大程度上保证泵送支柱对顶板的超前支护结构的稳定可靠性。

根据本申请，如图1所示的，在工作面回风巷内采用两排单元支架1超前支护顶板。而在步骤S03中，在单元支架1移出后，在回风巷上帮侧布置可截割泵送支柱3。也就是说，在所述步骤S03中，可截割泵送支柱靠近回风巷上帮侧。通常施工中，可以布设一排可截割泵送支柱3，并且，该可截割泵送支柱3可以均匀间隔式布设。例如，可截割泵送支柱3的中心与回风巷巷道中心线1190～1210mm,尤其优选1200mm。当然，根据支护需要，还可以在薄弱的采动影响区增加式设置可截割泵送支柱3，以用于保证支护的安全性。

如图4和图5所示，具体地，在本实施例中，步骤S03具体包括如下子步骤：S031、拆除超前支护的单元支架1；S032、在预设布置泵送支柱3位置悬挂模袋4；S033、固定模袋4；S034、向模袋4内泵送注浆材料，并形成可截割泵送支柱。通过上述施工方式现场完成可截割泵送支柱的制作，能够有效保证泵送支柱施工质量达到设计强度，从而保证支护强度。

如图4所示，具体地，在本实施例中，子步骤S032中，通过带钩的膨胀螺钉、铁丝8将模袋4上方的吊耳6与顶板2相接。也就是说，铁丝8周向上依次穿过吊耳6后，该铁丝8挂设到膨胀螺钉的钩上。保证模袋4悬挂垂直，并且，现场施工过程中，将模袋4人工随时往上提拉，保证袋子悬挂垂直。另外，所用模袋带有钢圈所成型的内骨架。例如，骨架为6mm直径的钢圈，在竖向上，相邻的钢圈之间距离300-600mm。并且，在悬挂模袋4时，顶部的第一个钢圈紧贴顶板。上述模袋的悬挂方式，能够有效减少充填模袋的长度浪费，同时能够有效避免注浆时造成模袋松弛以及模袋下坠造成接顶不好，同时施工过程中保持模袋垂直能够有效避免支柱歪曲，影响结构强度和支护强度。具体地，在悬挂模袋4时，现场准备梯子和操作平台，以保证操作人员作业安全。

如图4所示，具体地，在本实施例中，模袋4悬挂前，模袋4处对应的底板7挖到实底且保证底板7平整，模袋4悬挂完成之后与顶板2和底板7均互相垂直。上述施工方式能够有效确保施工完成后的泵送支柱的结构强度达到最佳效果。

如图4所示，具体地，在本实施例中，在子步骤S033中，模袋4悬挂完成之后，采用4～6根5cm×3cm×(2.9～3)m的木条9均匀布置在模袋4四周，木条9与模袋4紧贴并垂直地面，采用双股缠绕铁丝8沿竖直方向均匀间隔布置捆绑木条9固定在模袋4上与模袋4形成一个整体，其中最下面一组铁丝8距离底板7平台预设高度。上述固定方式，能够有效保证模袋的固定稳定可靠，且不影响施工过程和施工效率。另外，该木条9具有很好的割断性能，并不影响切割。具体地，在本实施例中，预设高度为14～16cm，尤其优选为15cm。上述高度范围，能够在极大程度上保证模袋固定稳定可靠的基础上避免影响泵送效率。固定好的模袋4采用铅锤保持垂直。

在工作面到巷口方向上，依次挂设模袋4，以保证靠近工作面的模袋4先行进行注浆，用于保证各个可截割泵送支柱3具有足够的侯凝时间，进而提高支护效果。

如图5所示，具体地，在本实施例中，子步骤S034中，在模袋4固定好并确保制浆设备100运转正常后，现场采用螺杆泵向模袋4注浆，同一个泵送可截割泵送支柱3不跨班作业。其中，注浆口5位于靠近顶板的位置处。优选地，所注浆液为混凝土混合物，其中，水灰比为0.8:1。另外，该注浆液所形成的可截割泵送支柱3的初凝时间可以为5～15min。并且，可截割泵送支柱3所需要具备的支柱强度可以为：28d强度≥20MPa。上述施工方式在确保泵送支柱施工质量达到设计强度，且能够避免停留时间过长造成材料分层降低质量的问题。

具体地，在本实施例中，制浆设备100包括：制浆设备100顶部设有下料口101，其中一侧设有进水管102，另一侧设有出浆口103与模袋4上的注浆口5连接，进水管102上设有控制阀门104和流量计105。具体地，制浆泵送施工过程中，提前准备好注浆材料，按照要求摆放在预设地点，并保持施工环境整洁有序，施工人员保持与泵站沟通顺畅，巡查过程中遇到紧急问题及时停泵处理，施工过程中非工作人员应在离支柱至少5m外观察。根据上述实施例，可见，本发明涉及的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，能够加强回风巷超前支护质量、稳定性和可靠性，确保顶板安全，控制顶板下沉，从而降低安全风险，提高生产效率，确保上口的行人、通风及工作面生产安全，具备很好的安全、经济和社会效益。

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 (8)

1.一种用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01、在工作面回风巷内采用单元支架超前支护顶板预设支护长度；

S02、单元支架距工作面煤壁预设长度时，将单元支架前移；

S03、单元支架移出后在回风巷布置可截割泵送支柱支护顶板，在所述步骤S03中，可截割泵送支柱的外径为690～710mm，相邻的可截割泵送支柱的中心间距为2190～2210mm，并且可截割泵送支柱通过混凝土材料浇筑而成，并且，所述步骤S03具体包括如下子步骤：

S031、拆除超前支护的单元支架；

S032、在预设布置泵送支柱位置悬挂模袋；

S033、固定模袋；

S034、向模袋内泵送注浆材料，并形成可截割泵送支柱。

2.根据权利要求1所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述预设支护长度不小于100m。

3.根据权利要求1或2所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法,其特征在于，所述步骤S02中，预设长度不小于30m。

4.根据权利要求1所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，所述子步骤S032中，通过带钩的膨胀螺钉、铁丝将模袋上方的吊耳与顶板相接，用于将模袋悬挂在顶板上。

5.根据权利要求4所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，所述子步骤S032中，所用模袋带有钢圈所成型的内骨架，并且，在悬挂模袋时顶部的第一个钢圈紧贴顶板。

6.根据权利要求1所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，模袋悬挂前，模袋处对应的底板挖到实底且保证底板平整，模袋悬挂完成之后与顶板底板均互相垂直。

7.根据权利要求1所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，所述子步骤S033中，模袋悬挂完成之后，采用多根木条均匀布置在模袋四周，木条与模袋紧贴并垂直地面，采用铁丝沿竖直方向均匀间隔布置捆绑木条固定在模袋上；最下面一组铁丝距离底板平台预设高度。

8.根据权利要求7所述的用于综放工作面回风巷超前支护的方法，其特征在于，预设高度为14～16cm，并且，所述步骤S03中，可截割泵送支柱靠近回风巷上帮侧。