CN210317355U - 综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及采煤领域，公开了一种综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构。本实用新型通过设置超前缺口工行人、运料、通风，在运输巷靠近超前缺口位置设置上帮加强结构保护超前缺口的稳定，同时保障运煤出口的稳定，防止运输巷片帮进而造成综采工作面支架滑移，由锚网形成的顶部支护结构可以保证各部位顶部的稳定性，同时运输巷支撑结构保证运输巷的支护稳定。整个支护结构实现了对采煤运煤的全面支护，为安全稳定的回采提供了基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及采煤领域，尤其是一种综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构。
背景技术
断层是煤矿采掘工程常见的地质构造形态，断层给采煤工作面安全生产带来了极大的影响，尤其是大倾角工作面突遇落差较大断层，为确保施工安全,不得已常常采取工作面搬家、重新开切眼或局部补眼,造成丢三角煤,致使回采率降低、采掘接替失调,造成吨煤成本增加、降低了生产效益。为此，在含断层构造较多的矿区研究工作面安全过断层方法与技术显得尤为重要，采取措施使综采工作面快速、安全通过断层，是综采工作面高产高效必须解决的问题之一。综采工作面过断层的方法，取决于断层的落差、煤层的厚度、煤层的倾角、煤层的硬度(松软度)、断层处的岩石硬度、顶底板状况、断层上下盘位移宽度、工作面推进方向综采设备的最小工作高度、开采的安全、开采的经济效益等。过断层方法分别为直接硬过法、调整采高法、强行截割围岩法、放炮挑顶破底法、搬家跳采法等等。
以某矿21152综放工作面为例，21152综放工作面位于该煤矿+1220m水平一采区，以东为我矿+1400m三采区43158工作面已回采完毕。以西为本煤层未开采区域，以北为+1220m水平一采区+1330m石门，以南为工作面切眼。对应地面标高+1520m～+1620m；井下回风巷标高+1406m～+1416m，运输巷标高+1334m～+1340m。其对应地表为荒坡地带无需保护的建筑设施。
根据巷道实际揭露和写实资料综合分析，该工作面地质条件相对复杂。回风巷受采动影响，局部地段煤层压力显现明显；同时由于煤层由15-4、15-5、15三层煤组成，属于复合煤层或者极近距离煤层联合开采。15煤层分为15-4、15-5、15三层煤，间距为0.8～1.2m，其中15-4与15-5煤层具有明显的复合特征，煤矸互层，煤矸厚度累计为2.86m。15-4、15-5煤层与下伏的15煤层具有较明显的分层特征，之间的夹矸厚度达到0.46m；15煤层一般分为两层，中间含一层夹矸，夹矸厚度0.16m，整个15煤层平均厚度4.92m。该工作面上方为15-3煤层的采空区，层间距平均为4.5m，局部为3.5m。
该工作面煤层顶板为灰白色中厚层状泥质粉砂岩，平均厚度4.5m，再上为15-3煤层的采空区。底板为深灰色薄层状泥质粉砂岩，含植物化石，厚度5.16m。煤层夹矸多以深灰色薄层状泥质粉砂岩为主。
工作面最大涌水量0.1m3/min，正常涌水量0.01m3/min。本工作面属于低瓦斯工作面，瓦斯相对涌出量为4.91m3/t。煤尘具有爆炸性，爆炸指数20.43％。
该工作面布置为走向长壁式，运输顺槽与回风顺槽基本沿煤层底板布置，煤层倾角为32°～42°，平均为36°。属于大倾角煤层综放开采。工作面走向长度773m，倾向长度106m，面积81938m2，可采储量307267.5t(煤帮推进量)。
如图1所示，地测部门根据21152两巷在掘进过程中遇到的断层推断，21152综放工作面在开采过程中将于运输巷的385m处揭露正断层。该断层从运输巷反应的情况来看成阶梯形式分布，断距分别为0.4m，0.8m，2.5m，共3.7m。该断层走向220°，倾向310°，倾角80°，与工作面回采推进方向斜交，从运输巷一直延伸至回风巷，在回风巷565m位置揭露完毕，共影响走向长度达180m。
从工作面运输巷的385m处揭露的断层性质来看，该断层将会导致开采煤层底板抬高，对于下端头及运输巷的管理将会造成很大的困难。一是断层对煤岩的破坏会导致下出口的顶板维护困难，极易出现顶板掉漏片帮造成采高增高，支架不易站稳出现倒架、姿态不正，不利于工作面安全管理还增加了各种处理支架移架的复杂工序。二是若采用传统的破底硬过该段，会在工序上增加了打眼、放炮两道工序，极大的降低了推进速率，使断层处煤岩受矿压影响增大，而且下端头人员进入机道作业安全也必须列入重点考虑。三是从开采的煤层情况来看，工作面采高为2.4m，但是15煤层中间为大约200mm夹矸，中间煤层不稳定，在受其它作用力下极易自然掉落，若破底开采后对顶板管理存在很大隐患，必须要打设支护加固顶板。
通过分析得出，如果采用原有过断层的方法平推破底硬过该断层，按我们规定采高为2.4m左右来看，下出口处将会面临回采全岩，而本工作面采用的为730割煤机组，对于坚硬岩石无法有效的割透，对机组本身伤害极大，所以不能采用机组硬割，必须对下段岩石段采取松动爆破的方法进行破底开采。但是我们从以往采用松动爆破过断层方法来看，该方法对于回采效率影响非常大，而且工作面下方打设炮眼和爆破对于工作面的安全管理、煤岩顶板管理难度会增加，因此通过多方面的讨论及假设，并结合本工作面实际情况决定采用顺着煤层推进的方案进行回采。在实际回采过程中，我们发现顺层回采很大程度上提高了回采效率，有效的避免矿山压力的显现，很好的提高了对工作面及回风巷的顶板管理。但是顺层回采对于工作面运输巷支护，行人，运煤及支架的防滑有很大的技术难题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，保证开采的安全性。
本实用新型公开的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于，包括顶部支护结构、设置于运输巷的运输巷支撑结构以及设置于运输巷靠近超前缺口位置的上帮加强结构；
所述运输巷设置于综放工作面一端的下方，所述综放工作面的端部通过竖向的运煤出口与运输巷连通，所述超前缺口设置于综放工作面靠近运输巷的一端；
所述顶部支护结构包括运输巷顶部支护、运煤出口顶部支护和超前缺口顶部支护，所述运输巷顶部支护、运煤出口顶部支护和超前缺口顶部支护均采用锚网，所述锚网通过锚固于岩体内的锚索固定；
所述运输巷支撑结构包括支撑托架，所述支撑托架支撑于运输巷顶部支护下方；
所述上帮加强结构包括条形连接件和垫木，所述垫木设置于条形连接件与运输巷上帮之间，所述条形连接件通过锚固于岩体内的锚索固定，将垫木紧固于运输巷上帮。
优选地，所述运输巷顶部支护、运煤出口顶部支护和超前缺口顶部支护的锚网为一体式结构或者连接为一个整体。
优选地，所述垫木与运输巷上帮之间设置有锚网。
优选地，所述超前缺口底部靠近运输巷的位置设置有锚网，所述超前缺口底部的锚网与上帮加强结构的锚网为一体式结构或者连接为一个整体。
优选地，所述运煤出口内设置有横向支撑件，所述横向支撑件一端支撑于上帮加强结构上，另一端支撑于对侧运煤出口的侧壁上。
优选地，所述超前缺口内还设置有支撑柱，所述支撑柱顶部支撑于超前缺口顶部支护。
优选地，所述运输巷顶部的锚网下方设置有π钢，所述π钢通过支撑托架支撑抵靠于运输巷顶部的锚网底部。
优选地，所述条形连接件为工字钢，所述垫木为半圆木。
本实用新型通过设置超前缺口工行人、运料、通风，在运输巷靠近超前缺口位置设置上帮加强结构保护超前缺口的稳定，同时保障运煤出口的稳定，防止运输巷片帮进而造成综采工作面支架滑移，由锚网形成的顶部支护结构可以保证各部位顶部的稳定性，同时运输巷支撑结构保证运输巷的支护稳定。整个支护结构实现了对采煤运煤的全面支护，为安全稳定的回采提供了基础。
附图说明
图1是本实用新型的支护结构示意图；
图2是图1中A-A剖视图；
附图标记：超前缺口1，运输巷2，半圆木3，工字钢4，锚索5，桥式转载机6，支撑托架7，上帮加强结构8，运输巷上帮9，支架10，运煤出口11，支撑柱12，π钢13。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，包括顶部支护结构、设置于运输巷2的运输巷2支撑结构以及设置于运输巷2靠近超前缺口1位置的上帮加强结构8；
所述运输巷2设置于综放工作面一端的下方，所述综放工作面的端部通过竖向的运煤出口11与运输巷2连通，所述超前缺口1设置于综放工作面靠近运输巷2的一端；
采煤时，采煤机从综放工作面采煤，从运煤出口11运煤至运输巷2，运输巷2中设置桥式转载机6等设备，将煤运出，随着综放工作面的推进，支架10后方的放顶煤运至运输巷2，为了方便运煤，运输巷2优选设置于综放工作面较低的一侧。
所述顶部支护结构包括运输巷2顶部支护、运煤出口11顶部支护和超前缺口1顶部支护，所述运输巷2顶部支护、运煤出口11顶部支护和超前缺口1顶部支护均采用锚网，所述锚网通过锚固于岩体内的锚索5固定；顶部支护结构的主要作用是保证各区域顶部的稳定放置冒顶问题，在部分薄弱的位置可以采用双层锚网进一步加强，锚网通过锚索5固定，锚索5的间距通常为1～2m。锚网还可配合木板梁、木帽等加强支护。
所述运输巷2支撑结构包括支撑托架7，所述支撑托架7支撑于运输巷2顶部支护下方；运输巷2支撑结构和运输巷2顶部支护相配合保证运输巷2的安全稳定。
所述上帮加强结构8包括条形连接件和垫木，所述垫木设置于条形连接件与运输巷上帮9之间，所述条形连接件通过锚固于岩体内的锚索5固定，将垫木紧固于运输巷上帮9。运输巷2顶部支护保护超前缺口1的稳定，同时保障运煤出口11的稳定，防止运输巷2片帮进而造成综采工作面支架10滑移，站稳工作面1—5号架(由运输巷2一侧起始编号)，1—5号架还可以采用40T链子与上方其他支架10相连，防止工作面1—5号下滑倒架等情况的发生，在回采过程中严格要求下出口的行人规定及作业规定，保证人员的安全作业和行走。其中，所述条形连接件为优选工字钢4，所述垫木优选为半圆木3。
各部位分别设置顶部支护结构虽然可以分别保证各部位顶部的稳定，但是无法进一步保证各部分顶部之间的稳定，为此，如图2所示的实施例中，所述运输巷2顶部支护、运煤出口11顶部支护和超前缺口1顶部支护的锚网为一体式结构或者连接为一个整体，即可以采用一个整体的锚网，若锚网长度不足也可以将各部分顶部锚网连接在一起，形成一个整体，同时与顶部相邻的侧帮位置也可以与顶部的锚网连接为一个整体，使整个结构的顶部和侧壁均保持稳定，最大程度地避免片帮冒顶的发生。
在垫木与运输巷上帮9之间也可设置锚网，以便于垫木的布置，进一步而言，所述超前缺口1底部靠近运输巷2的位置设置有锚网，所述超前缺口1底部的锚网与上帮加强结构8的锚网为一体式结构或者连接为一个整体，而且所述超前缺口1内还可设置支撑柱12，所述支撑柱12顶部支撑于超前缺口1顶部支护。超前缺口1底部的锚网可以垫于支撑柱12底部，从而将该处锚网固定，该处锚网与上帮加强结构8的锚网形成一个整体，加之锚索5的锚固，就可以确保运输巷上帮9不会发生片帮，超前缺口1底部不会发生变形。
如图2所示，在整个结构中最为脆弱的位置无疑是超前缺口1与运输巷2之间这段运煤出口11，这段运煤出口11通常是常用爆破打通，爆破造成的震动会进一步使这部分运煤出口11更为脆弱，因此，在上述上帮加强结构8的基础上，所述运煤出口11内设置有横向支撑件，所述横向支撑件一端支撑于上帮加强结构8上，另一端支撑于对侧运煤出口11的侧壁上。对侧运煤出口11的侧壁上上同样布置锚网，并且将此处的锚网与相邻的锚网连接为一个整体。
为了进一步提高运输巷2的支撑托架7对于运输巷2顶部支护中锚网的支撑稳定性，所述运输巷2顶部的锚网下方设置有π钢13，所述π钢13通过支撑托架7支撑。所述运输巷2顶部的锚网下方设置有π钢13，所述π钢13通过支撑托架7支撑抵靠于运输巷2顶部的锚网底部。
Claims (8)
1.综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于，包括顶部支护结构、设置于运输巷(2)的运输巷(2)支撑结构以及设置于运输巷(2)靠近超前缺口(1)位置的上帮加强结构(8)；
所述运输巷(2)设置于综放工作面一端的下方，所述综放工作面的端部通过竖向的运煤出口(11)与运输巷(2)连通，所述超前缺口(1)设置于综放工作面靠近运输巷(2)的一端；
所述顶部支护结构包括运输巷(2)顶部支护、运煤出口(11)顶部支护和超前缺口(1)顶部支护，所述运输巷(2)顶部支护、运煤出口(11)顶部支护和超前缺口(1)顶部支护均采用锚网，所述锚网通过锚固于岩体内的锚索(5)固定；
所述运输巷(2)支撑结构包括支撑托架(7)，所述支撑托架(7)支撑于运输巷(2)顶部支护下方；
所述上帮加强结构(8)包括条形连接件和垫木，所述垫木设置于条形连接件与运输巷上帮(9)之间，所述条形连接件通过锚固于岩体内的锚索(5)固定，将垫木紧固于运输巷上帮(9)。
2.如权利要求1所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述运输巷(2)顶部支护、运煤出口(11)顶部支护和超前缺口(1)顶部支护的锚网为一体式结构或者连接为一个整体。
3.如权利要求1所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述垫木与运输巷上帮(9)之间设置有锚网。
4.如权利要求3所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述超前缺口(1)底部靠近运输巷(2)的位置设置有锚网，所述超前缺口(1)底部的锚网与上帮加强结构(8)的锚网为一体式结构或者连接为一个整体。
5.如权利要求1、3或4所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述运煤出口(11)内设置有横向支撑件，所述横向支撑件一端支撑于上帮加强结构(8)上，另一端支撑于对侧运煤出口(11)的侧壁上。
6.如权利要求1所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述超前缺口(1)内还设置有支撑柱(12)，所述支撑柱(12)顶部支撑于超前缺口(1)顶部支护。
7.如权利要求1所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述运输巷(2)顶部的锚网下方设置有π钢(13)，所述π钢(13)通过支撑托架(7)支撑抵靠于运输巷(2)顶部的锚网底部。
8.如权利要求1所述的综放工作面顺煤层回采过断层的支护结构，其特征在于：所述条形连接件为工字钢(4)，所述垫木为半圆木(3)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112938328A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-06-11 | 扎赉诺尔煤业有限责任公司 | 一种顺槽皮带机的扩帮平台 |
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- 2019-08-27 CN CN201921407774.0U patent/CN210317355U/zh active Active
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