CN208073506U - 煤巷复合顶板围岩支护结构 - Google Patents
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Abstract
煤巷复合顶板围岩支护结构，包括第一阶段支护结构、第二阶段支护结构和第三阶段支护结构，第一阶段支护结构包括侧壁支护结构和顶部支护结构，侧壁支护结构包括侧壁金属网、第一托盘和第二锚杆，侧壁金属网竖向设置并覆盖在巷道侧壁上，第一托盘位于侧壁金属网内侧，第二锚杆与侧壁金属网垂直，第二锚杆一端与第一托盘固定连接，另一端向巷道外侧延伸，且第二锚杆与巷道侧壁壁体之间设有锚固剂；顶部支护结构包括顶部金属网、第一钢带和第一锚杆，顶部金属网覆盖在巷道顶面，第一钢带位于顶部金属网下端面，第一锚杆下端与第一钢带连接，第一锚杆上端位于伪顶或直接顶内，第一锚杆上部周向设有锚固剂。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿开采领域，尤其涉及煤巷复合顶板围岩支护结构。
背景技术
复合顶板煤矿巷道复合顶板由下至上依次为伪顶、直接顶和老顶，伪顶是位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，其厚度一般在0.5m，直接顶是位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层，老顶是位于直接顶或伪顶之上，厚而坚硬不容易冒落的岩层，完整复合顶板围岩变形分为三个阶段：滑动变形、离层和弯曲跨落，其分阶段的变形主要是因为复合顶板不均匀的层状特性，根本原因是复合顶板岩层各分层变形速度不同。煤层开挖后，巷道围岩应力会重新平衡，在围岩应力重新达到平衡的过程中，巷道周边的岩层会出现不同程度的离层变形量，具体特征为，岩层距离巷道越远，岩体变形量越小；另外岩体坚硬程度越低，完整性越差，变形速度越快，且持续时间越长，反之，岩体坚硬程度越高，完整性越好，则变形速度越慢，持续的时间也越慢。
锚杆支护技术的应用改善了巷道支护的效果、降低了支护成本、加快了成巷速度、减轻了劳动强度、提高了巷道断面利用率、简化了回采面端头维护工艺，已成为煤矿发展高产高效生产必不可少的配套技术。虽然煤巷锚杆支护发展迅速，但在IV、V类围岩的巷道中锚杆的使用一直尚处于探索阶段，尤其是在复合顶板条件下，采用锚杆支护的煤巷冒顶事故时有发生，成为这一技术进一步推广应用的重要制约因素。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种煤巷复合顶板围岩支护结构，减少煤巷冒顶事故的发生。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：煤巷复合顶板围岩支护结构，包括第一阶段支护结构、第二阶段支护结构和第三阶段支护结构，第一阶段支护结构包括侧壁支护结构和顶部支护结构，侧壁支护结构包括侧壁金属网、第一托盘和第二锚杆，侧壁金属网竖向设置并覆盖在巷道侧壁上，第一托盘位于侧壁金属网内侧，第二锚杆与侧壁金属网垂直，第二锚杆一端与第一托盘固定连接，另一端向巷道外侧延伸，且第二锚杆与巷道侧壁壁体之间设有锚固剂；顶部支护结构包括顶部金属网、第一钢带和第一锚杆，顶部金属网覆盖在巷道顶面，第一钢带位于顶部金属网下端面，第一锚杆下端与第一钢带连接，第一锚杆上端位于伪顶或直接顶内，第一锚杆上部周向设有锚固剂；第二阶段支护结构包括第二钢带和第一锚索，第二钢带位于顶部金属网下端面，第一锚索下端与第二钢带连接，第一锚索上端位于老顶内，第一锚索与老顶之间设有锚固剂；第三阶段支护结构包括第二锚索和第二托盘，第二托盘位于顶部金属网下端面，第二锚索下端与第二托盘连接，第二锚索上端位于第一锚索上端的上方，第二锚索上部的周向设有锚固剂。
所述第一钢带为W型钢带。
所述第一托盘和第二托盘为铁托盘。
所述第一锚杆和第二锚杆为直径20mm的螺纹钢，第一锚杆和第二锚杆的长度为2200mm。
所述第一锚索为直径17.8mm的钢绞线，第一锚索的长度为4000～6000mm。
所述第二锚索为直径17.8mm的钢绞线，第二锚索的长度为8000～10000mm。
本实用新型结构简单，使用方便，在传统锚杆支护技术的基础上，根据复合顶板围岩的变形特性，通过采用第一阶段支护结构、第二阶段支护结构和第三阶段支护结构，以此来达到巷道施工后及时恢复围岩三向应力平衡状态的目的，提高围岩的自承载能力，实现围岩的整体稳定性。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1俯视图；
图3为本实用新型第一阶段支护结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，煤巷复合顶板围岩支护结构，包括第一阶段支护结构、第二阶段支护结构和第三阶段支护结构，第一阶段支护结构包括侧壁支护结构和顶部支护结构，侧壁支护结构包括侧壁金属网6、第一托盘7和第二锚杆8，侧壁金属网6竖向设置并覆盖在巷道4侧壁上，第一托盘7位于侧壁金属网6内侧，第二锚杆8与侧壁金属网6垂直，第二锚杆8一端与第一托盘7固定连接，另一端向巷道4外侧延伸，且第二锚杆8与巷道4侧壁壁体之间设有锚固剂5；顶部支护结构包括顶部金属网1、第一钢带2和第一锚杆3，顶部金属网1覆盖在巷道4顶面，第一钢带2位于顶部金属网1下端面，第一锚杆3下端与第一钢带2连接，第一锚杆3上端位于伪顶或直接顶内，第一锚杆3上部周向设有锚固剂5；第二阶段支护结构包括侧壁支护结构和顶部支护结构，顶部支护结构包括第二钢带和第一锚索9，第二钢带位于顶部金属网1下端面，第一锚索9下端与第二钢带连接，第一锚索9上端位于老顶内，第一锚索9与老顶之间设有锚固剂5；第三阶段支护结构包括第二锚索10和第二托盘11，第二托盘11位于顶部金属网1下端面，第二锚索10下端与第二托盘11连接，第二锚索10上端位于第一锚索9上端的上方，第二锚索10上部的周向设有锚固剂5，第二锚索10上配有让压管。
第一钢带2为W型钢带，第一托盘7和第二托盘11为铁托盘，第一锚杆3和第二锚杆8为直径20mm的螺纹钢，第一锚杆3和第二锚杆8的长度为2200mm，第一锚索9为直径17.8mm的钢绞线，第一锚索9的长度为4000～6000mm。第二锚索10为直径17.8mm的钢绞线，第二锚索10的长度为8000～10000mm。
在掘巷完成之后的8小时内进行第一阶段支护结构施工，该结构的宏观作用是防止巷道片帮、直接顶冒落，微观作用是减缓裂隙发育延伸和岩体膨胀，第一阶段支护的关键作用是为巷道4提供有一定承载强度的壳体或梁结构；在完成第一阶段支护结构施工后进行第二阶段支护结构，且第二阶段支护结构在掘巷后24h之内完成，第二阶段支护结构在巷道顶板形成加强梁，在巷道4帮部形成宽度更大的具有高承载能力的煤柱；在完成第二阶段支护结构施工后进行第三阶段支护结构，且第三阶段支护结构在掘巷后7～10天之内完成，对第二锚索10施加高强预拉力将第一阶段支护结构和第二阶段支护结构串为一体，最大限度减小各个阶段间和各阶段内部离层和挠曲变形，构成整体的“类刚性梁”承载结构，调动深部岩层的承载能力，达到控制巷道变形的和减少煤巷冒顶事故的发生目的。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.煤巷复合顶板围岩支护结构，其特征在于：包括第一阶段支护结构、第二阶段支护结构和第三阶段支护结构，第一阶段支护结构包括侧壁支护结构和顶部支护结构，侧壁支护结构包括侧壁金属网、第一托盘和第二锚杆，侧壁金属网竖向设置并覆盖在巷道侧壁上，第一托盘位于侧壁金属网内侧，第二锚杆与侧壁金属网垂直，第二锚杆一端与第一托盘固定连接，另一端向巷道外侧延伸，且第二锚杆与巷道侧壁壁体之间设有锚固剂；顶部支护结构包括顶部金属网、第一钢带和第一锚杆，顶部金属网覆盖在巷道顶面，第一钢带位于顶部金属网下端面，第一锚杆下端与第一钢带连接，第一锚杆上端位于伪顶或直接顶内，第一锚杆上部周向设有锚固剂；第二阶段支护结构包括第二钢带和第一锚索，第二钢带位于顶部金属网下端面，第一锚索下端与第二钢带连接，第一锚索上端位于老顶内，第一锚索周向与老顶之间设有锚固剂；第三阶段支护结构包括第二锚索和第二托盘，第二托盘位于顶部金属网下端面，第二锚索下端与第二托盘连接，第二锚索上端位于第一锚索上端的上方，第二锚索上部的周向设有锚固剂。
2.根据权利要求1所述的煤巷复合顶板围岩支护结构，其特征在于：所述第一钢带为W型钢带。
3.根据权利要求1所述的煤巷复合顶板围岩支护结构，其特征在于：所述第一托盘和第二托盘为铁托盘。
4.根据权利要求1所述的煤巷复合顶板围岩支护结构，其特征在于：所述第一锚杆和第二锚杆为直径20mm的螺纹钢，第一锚杆和第二锚杆的长度为2200mm。
5.根据权利要求1所述的煤巷复合顶板围岩支护结构，其特征在于：所述第一锚索为直径17.8mm的钢绞线，第一锚索的长度为4000～6000mm。
6.根据权利要求1所述的煤巷复合顶板围岩支护结构，其特征在于：所述第二锚索为直径17.8mm的钢绞线，第二锚索的长度为8000～10000mm。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110552731A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-10 | 中国矿业大学 | 一种放顶煤回采巷道注浆锚索支护结构及其超前支护方法 |
| CN114017085A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-02-08 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 厚层松散难锚固煤岩体的巷道支护装置及支护方法 |
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2018
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