CN207847649U - 一种超高巷道沿空留巷用支护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高巷道沿空留巷用支护装置，超高巷道包括巷道和拉底前巷道，煤壁负帮设置在巷道和拉底前巷道的一侧，采空区、工作面和煤壁正帮依次设置在巷道和拉底前巷道的另一侧，在巷道内间隔设置钢管混凝土支柱和叠支架用于支护，在巷道内位于采空区处的钢管混凝土支柱上设置用于抵抗巷道侧压的横撑钢柱，巷道顶板设置用于超前预加固的补强锚索。本实用新型支护可靠，操作简单，节约成本，提高煤炭回收率；提高煤矿经济效益，超高沿空留巷的应用可以减少巷道的掘进量，缓解矿井接续紧张问题。

Description

一种超高巷道沿空留巷用支护装置

技术领域

本实用新型属于矿山工程技术领域，具体涉及一种超高巷道沿空留巷用支护装置。

背景技术

随着开采技术和支护体系的迅速发展，沿空留巷得到了广泛的应用，也取得了良好的应用效果。目前沿空留巷应用主要集中在4m以下的巷道中，4m以上还未涉及。

中国赋存有大量的特厚煤层，现在采用较多的开采方法有大采高和综合机械化放顶煤开采两大类。在大采高开采中由于巷道高度和回采高度一致，很少采用沿空留巷技术。而在放顶煤开采技术中很多时候煤层较软，只能采用“岩顶掘进，沿底回采”的方法，在回采过程中需要“二次掘进”，影响安全生产。

现有的沿空留巷技术主要存在以下问题和不足：

1、应用主要局限于4m以下巷道，对于4m以上巷道很少涉及；

2、当回采巷道高度超过4m时掘进工作量大，支护困难，掘进速度慢；

3、现在使用最多的是双巷掘进，巷道与巷道之间会遗留护巷煤柱，造成资源浪费；

4、回采后遗留的护巷煤柱对后期的回采造成不利影响，易形成应力集中，同时覆岩中裂隙不能闭合而造成矿井涌水增大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超高巷道沿空留巷用支护装置，将沿空留巷巷道高度提高到4m以上，拓宽了沿空留巷的应用范围，减少了特厚煤层巷道掘进量，提高了资源回收率。

本实用新型采用以下技术方案：

一种超高巷道沿空留巷用支护装置，包括钢管混凝土支柱和折叠支架，钢管混凝土支柱和折叠支架间隔设置在巷道内，在巷道内位于采空区处的钢管混凝土支柱上设置用于抵抗巷道侧压的横撑钢柱，在巷道顶板上设置有用于超前预加固的补强锚索。

具体的，巷道的一端设置有拉底前巷道，巷道顶板以及巷道和拉底前巷道两侧的煤壁正帮和煤壁负帮均采用锚索和自巩固锚杆连接用于加固。

进一步的，巷道位于工作面处至拉底前巷道之间的巷道拉底高度为4～6m，煤壁负帮侧设置锚索和自巩固锚杆用于加固，煤壁正帮侧设置锚索、自巩固锚杆和玻璃钢锚杆用于支护。

进一步的，在巷道顶板紧贴煤壁正帮一侧设置有预裂爆破孔，爆破超前工作面的距离为20～50m。

具体的，补强锚索设置在巷道顶板靠煤壁正帮的一侧，垂直巷道顶板设置，补强锚索与煤壁正帮距离为300～800mm，补强锚索下设置有钢带。

进一步的，补强锚索直径为15.24～21.6mm，长度L为6～20m，单排布置，间距为600～1200mm。

具体的，钢管混凝土支柱和折叠支架的间距为0.8～1.6m，折叠支架两端的立柱和钢管混凝土支柱位于同一条线上。

进一步的，钢管混凝土支柱在煤壁正帮侧和煤壁负帮侧各架设一排，距离煤壁负帮侧为100～500mm，距离煤壁正帮侧为300～600mm。

具体的，巷道沿采空区一侧设置用于挡矸的菱形网片。

进一步的，菱形网片上喷射有封堵材料。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型用于超高巷道沿空留巷支护装置通过在巷道和拉底前巷道两侧的煤壁正帮、煤壁负帮以及巷道顶板上分别设置支护，在巷道内间隔设置钢管混凝土支柱和叠支架用于支护，采空区侧巷道内的钢管混凝土支柱上设置高强度横撑钢柱用于抵抗巷道侧压，在巷道顶板设置补强锚索用于超前预加固，将钢管混凝土支柱应用到煤矿沿空留巷支护中，改变了原来的高强度墩柱支护方式，钢管混凝土支柱在满足支护强度的前提下可以大大降低成本，同时可以提高沿空留巷的巷道高度，增加了沿空留巷的应用范围。

进一步的，补强锚索可以在原设计的巷道支护强度下加强采空区侧巷道顶板支护，钢带具有增加两根锚索之间围岩完整性及稳定性作用，补强锚索和钢带共同支护，保证采空区侧巷道顶板在切顶爆破后其完整性和稳定性。

进一步的，巷道靠近工作面一侧至拉底前巷道之间的巷道拉底高度至4～6m，煤壁负帮侧设置锚索和自巩固锚杆用于加固，煤壁正帮侧设置玻璃钢锚杆用于支护，可以弥补现在沿空留巷高度只能在4m以下使用的不足，将沿空留巷巷道高度提升至4～6m，加大了应用领域。

进一步的，钢管混凝土支柱和折叠支架的间距为0.8～1.6m，折叠支架两端的立柱和钢管混凝土支柱位于同一条线上，为本工作面及下工作面回采期间行人、运料提供足够的空间，还可以减小通风阻力，同时便于标准化作业，巷道使用结束后支护设备中折叠支架和高强度横撑可以回收再利用。

进一步的，钢管混凝土支柱在煤壁正帮侧和煤壁负帮侧各架设一排，距离煤壁负帮侧为100～500mm，留有一定的作业空间，距离煤壁正帮侧为300～600mm，为钢管混凝土支柱架设及采煤机作业留有一定的空间，同时为工作面回采后采空区矸石冒落留有一定的变形空间，减小钢管砼支柱的侧向受力。

进一步的，沿着煤壁正帮侧在采空区挂菱形网片起到挡矸的作用，并在菱形网片上喷射封堵材料，防止漏风和有毒有害气体涌入巷道。

综上所述，本实用新型支护可靠，操作简单，节约成本，提高煤炭回收率；提高煤矿经济效益，超高沿空留巷的应用可以减少巷道的掘进量，缓解矿井接续紧张问题。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型A-A’剖面图；

图3为本实用新型B-B’剖面图；

图4为本实用新型C-C’剖面图。

其中：1.巷道；2.工作面；3.采空区；4.煤壁正帮；5.煤壁负帮；6.锚索；7.自巩固锚杆；8.预裂爆破孔；9.钢管混凝土支架；10.折叠支架；11.横撑钢柱；12.补强锚索；13.钢带；14.菱形网片；15.玻璃钢锚杆；16.封堵材料；17.拉底前巷道；18.巷道顶板。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型一种超高巷道沿空留巷用支护装置，煤壁负帮5设置在巷道1和拉底前巷道17的一侧，采空区3、工作面2和煤壁正帮4依次设置在巷道1和拉底前巷道17的另一侧，支护装置包括钢管混凝土支柱9、折叠支架10、横撑钢柱11和补强锚索12，巷道1设置折叠支架10和钢管混凝土支柱9进行支护，在工作面2后方巷道1内的钢管混凝土支柱9上架设高强度的横撑钢柱11，用于抵抗巷道侧压，拉底前巷道17设置自巩固锚杆7和普通锚索6连接用于支护，巷道顶板18设置补强锚索12用于超前预加固，煤壁正帮4、煤壁负帮5和巷道顶板18利用自巩固锚杆7和普通锚索6按照设计好的参数进行支护。

(1)、拉底前巷道支护

拉底前巷道17采取拉底措施，高度增加至4～6m，对煤壁负帮5新拉底段采用自巩固锚杆7和普通锚索6按照设计好的参数进行支护，对煤壁正帮4新拉底段采用玻璃钢锚杆7按照设计好的参数进行支护。

拉底前巷道17断面为(3.0～4.8)m×(2.5～4.0)m，拉底前巷道17的煤壁正帮4、煤壁负帮5和巷道顶板18采用普通锚索6和自巩固锚杆7进行加固，普通锚索6和自巩固锚杆7的参数为煤矿常用设备参数，煤壁正帮4和煤壁负帮5支护的间排距根据相应的采矿地质条件进行选取；

(2)、巷道顶板超前预加固

为便于施工，在巷道1拉底前，对巷道顶板18采用补强锚索12进行超前预加固，将巷道顶板18靠煤壁正帮4侧用钢带13和补强锚索12进行补强支护，补强锚索12与煤壁正帮4的距离为300～800mm，垂直巷道顶板18布置，补强锚索12的直径为15.24～21.6mm，长度L为6～20m，单排布置，间距为600～1200mm，补强锚索12下加设钢带13；

(3)、巷道顶板超前预裂爆破

为便于施工，巷道1拉底前，在巷道顶板18紧贴煤壁正帮4侧按设计好的爆破参数打预裂爆破孔8，对巷道顶板18进行预裂切顶爆破，爆破超前工作面20～50m；

(4)、巷道拉底及支护

超前工作面2对拉底前巷道17进行拉底，将巷道1拉底至4～6m高度，对新的巷道1煤壁负帮5采用普通锚索6和自巩固锚杆7进行加固，普通锚索6和自巩固锚杆7的参数为煤矿常用设备参数，煤壁正帮4和煤壁负帮5支护的间排距根据相应的采矿地质条件进行选取；煤壁正帮4采用玻璃钢锚杆15进行支护，玻璃钢锚杆参数及间排距根据采矿地质条件进行选取；

(5)、折叠支架与钢管混凝土支护

对拉底后的巷道1进行架设钢管混凝土支柱9和折叠支架10进行支护，间距均为0.8～1.6m，架设时使折叠支架10的立柱和钢管混凝土支柱9保持在一条线上。钢管混凝土支柱在煤壁正帮4侧和煤壁负帮5侧各架设一排，距离煤壁负帮5侧距离为100～500mm，距离煤壁正帮4侧距离为300～600mm；

(6)、采空区封闭

工作面2推过以后，在煤壁正帮4侧沿垮落形成的采空区3挂菱形网片14起到挡矸的作用，再在菱形网片14上喷射封堵材料16对工作面2后方采空区3进行封闭，防止漏风和有毒有害气体涌入巷道1。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本实用新型实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术在韩城矿业公司现场取得良好的应用效果。该工作面回风巷道拉底前巷道断面为4.5m×3.0m，煤壁正帮、煤壁负帮和巷道顶板采用普通锚索和自巩固锚杆行加固；

普通锚索直径为21.6mm，长度L为6.0m，自巩固锚杆直径为32mm，长度L为3.5m。

两帮支护的普通锚索间排距为1.0m×1.6m，自巩固锚杆间排距为700mm×800mm；

巷道顶板支护的普通锚索间排距为1.0m×2.1m，自巩固锚杆间排距为700mm×800mm。

在巷道拉底前，对巷道顶板采用补强锚索进行超前预加固，补强锚索与煤壁正帮距离为500mm，垂直顶板布置，补强锚索直径为21.6mm，长度L为10.0m，单排布置，间距为800mm，补强锚索下加设4.5m长钢带；在巷道顶板紧贴煤壁正帮侧打预裂爆破孔，对巷道顶板进行预裂爆破，爆破超前工作面2的距离为20～50m。

超前工作面对巷道进行拉底，将巷道拉底至6m高，拉底后巷道煤壁负帮支护参数与之前负帮支护参数一致，煤壁正帮采用玻璃钢锚杆进行支护，玻璃钢锚杆直径为20mm，长度L为2.0m，间排距为700mm×800mm。

对拉底后的巷道进行架设钢管混凝土支柱和折叠支架进行支护，间距均为1.2m，架设时使折叠支架的立柱和钢管混凝土支柱保持在一条线上。钢管混凝土支柱在煤壁正帮侧和煤壁负帮侧各架设一排，距离煤壁负帮侧300mm，距离煤壁正帮侧500mm；工作面推过以后，巷道煤壁正帮侧垮落形成采空区，沿着煤壁正帮侧采空区挂菱形网片起到挡矸的作用，并在菱形网片上喷射封堵材料，防止漏风和有毒有害气体涌入巷道。

根据对现场留设巷道的监测，巷道变形量很小，巷后封闭良好，可以满足安全生产需要。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，包括钢管混凝土支柱(9)和折叠支架(10)，钢管混凝土支柱(9)和折叠支架(10)间隔设置在巷道(1)内，在巷道(1)内位于采空区(3)处的钢管混凝土支柱(9)上设置用于抵抗巷道侧压的横撑钢柱(11)，在巷道顶板(18)上设置有用于超前预加固的补强锚索(12)。

2.根据权利要求1所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，巷道(1)的一端设置有拉底前巷道(17)，巷道顶板(18)以及巷道(1)和拉底前巷道(17)两侧的煤壁正帮(4)和煤壁负帮(5)均采用锚索(6)和自巩固锚杆(7)连接用于加固。

3.根据权利要求2所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，巷道(1)位于工作面(2)处至拉底前巷道(17)之间的巷道拉底高度为4～6m，煤壁负帮(5)侧设置锚索(6)和自巩固锚杆(7)用于加固，煤壁正帮(4)侧设置锚索(6)、自巩固锚杆(7)和玻璃钢锚杆(15)用于支护。

4.根据权利要求2所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，在巷道顶板(18)紧贴煤壁正帮(4)一侧设置有预裂爆破孔(8)，爆破超前工作面(2)的距离为20～50m。

5.根据权利要求1所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，补强锚索(12)设置在巷道顶板(18)靠煤壁正帮(4)的一侧，垂直巷道顶板(18)设置，补强锚索(12)与煤壁正帮(4)距离为300～800mm，补强锚索(12)下设置有钢带(13)。

6.根据权利要求5所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，补强锚索(12)直径为15.24～21.6mm，长度L为6～20m，单排布置，间距为600～1200mm。

7.根据权利要求1所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，钢管混凝土支柱(9)和折叠支架(10)的间距为0.8～1.6m，折叠支架(10)两端的立柱和钢管混凝土支柱(9)位于同一条线上。

8.根据权利要求7所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，钢管混凝土支柱(9)在煤壁正帮(4)侧和煤壁负帮(5)侧各架设一排，距离煤壁负帮(5)侧距离为100～500mm，距离煤壁正帮(4)侧距离为300～600mm。

9.根据权利要求1所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，巷道(1)沿采空区(3)一侧设置用于挡矸的菱形网片(14)。

10.根据权利要求9所述的一种超高巷道沿空留巷用支护装置，其特征在于，菱形网片(14)上喷射有封堵材料(16)。