本發(fā)明涉及巷道支護技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu)及其支護方法。
背景技術(shù):
沿空留巷技術(shù)在國內(nèi)已有幾十年的歷史,但目前的沿空留巷技術(shù)一般是在需留下的巷道采空側(cè)用預(yù)制塊砌墻、立模澆灌混凝土墻或采用全棚架式對留巷進(jìn)行護頂和阻擋采空區(qū)冒落矸石竄到所留巷道內(nèi)。這些工藝雖然有效,但工藝復(fù)雜,工人勞動強度大,留巷支護成本高,同時進(jìn)度慢,滿足不了綜采工作面推進(jìn)的進(jìn)度要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于以上內(nèi)容,有必要提供一種用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu)及其支護方法,以解決沿空留巷護巷結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜,工人勞動強度大,留巷成本高的問題。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu),包括棚架及多根錨桿,所述多根錨桿沿巷道的寬度方向間隔設(shè)于巷道的頂部,所述棚架包括頂梁及棚腿,所述頂梁沿巷道的寬度方向延伸,且所述頂梁的一端位于采空區(qū)側(cè)邊線,所述頂梁遠(yuǎn)離采空區(qū)的一端與所述錨桿連接,所述頂梁支撐所述巷道的頂板;所述棚腿一端裝設(shè)于巷道的底板,另一端與所述頂梁靠近采空區(qū)的端部連接。
進(jìn)一步地,所述支護結(jié)構(gòu)還包括頂網(wǎng)及擋矸網(wǎng),所述頂網(wǎng)鋪設(shè)于巷道的頂部;所述擋矸網(wǎng)夾設(shè)于棚腿和采空區(qū)的巖壁之間,并與所述頂網(wǎng)搭接。
進(jìn)一步地,所述擋矸網(wǎng)的高度大于所述巷道的高度。
進(jìn)一步地,所述擋矸網(wǎng)為菱形網(wǎng)。
進(jìn)一步地,所述棚腿由兩根U型鋼連接組成,兩根U型鋼通過緊固夾箍連接。
進(jìn)一步地,所述頂梁為U型鋼,所述頂梁的長度為巷道寬度的一半。
進(jìn)一步地,所述多根錨桿包括加強錨桿及多根支護錨桿,所述多根支護錨桿等距離分布;所述加強錨桿設(shè)于相鄰的兩個支護錨桿之間,并位于巷道的中部區(qū)域,所述頂梁遠(yuǎn)離采空區(qū)的一端與所述加強錨桿連接。
進(jìn)一步地,所述頂梁大于頂板工作面周期來壓步距范圍內(nèi)的位置還架設(shè)有單體液壓支柱,以加強支護。
進(jìn)一步地,所述支護結(jié)構(gòu)還包括至少兩根錨索,每一錨索設(shè)于巷道的頂部并位于兩根相鄰的錨桿之間。
一種用于沿空留巷的支護方法,包括以下步驟:
提供一用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu),所述支護結(jié)構(gòu)包括棚架及多根錨桿,所述棚架包括頂梁及棚腿;
將所述多根錨桿間隔設(shè)于巷道的頂部,以對巷道進(jìn)行錨桿支護;
將所述頂梁的一端與所述錨桿連接,另一端設(shè)于采空區(qū)側(cè)邊線處,使得所述頂梁支撐所述巷道的頂板;
將所述棚腿一端裝設(shè)于巷道的底板,將所述棚腿的另一端與所述頂梁靠近采空區(qū)的端部連接。
由于采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明提供的用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu)及其支護方法,其采用單腿進(jìn)行支護,相較于傳統(tǒng)的全棚架支護技術(shù),大大地簡化了沿空留巷的支護工藝,減輕了工人勞動強度;由于該支護結(jié)構(gòu)所使用的材料減少,因此,降低了沿空留巷支護成本,該支護結(jié)構(gòu)的支護成本約為砌筑或澆灌混凝土護巷支護的15%,是全梁棚架支護結(jié)構(gòu)成本的70%;由于頂梁與錨桿連接,因此兩者的相互作用使得該支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性比全梁棚架支護結(jié)構(gòu)更強;同時占該支護結(jié)構(gòu)的80%的棚架部分均可回收。
2、本發(fā)明提供的用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu)及其支護方法,改變了傳統(tǒng)煤礦沿空留巷的護巷支護結(jié)構(gòu),把棚架結(jié)構(gòu)與錨桿結(jié)構(gòu)有機地結(jié)合成整體,增加支護體對保留頂板的支護面積,并且有效控制了頂板與支護體的橫向相對位移,解決了軟弱頂板條件下沿空留巷頂板的穩(wěn)定性問題。
3、本發(fā)明提供的用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu)及其支護方法,其頂梁的長度大致為巷道的寬度的一半,進(jìn)一步節(jié)約了材料,降低了沿空留巷支護成本。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明一較佳實施方式的支護結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)示意圖。
附圖中,100-支護結(jié)構(gòu)、2-錨桿、22-支護錨桿、24-加強錨桿、4-棚架、42-頂梁、44-棚腿、5-緊固夾箍、6-擋矸網(wǎng)、7-單體液壓支柱、8-錨索、200-巷道、210-頂板、230-底板、300-采空區(qū)。
【具體實施方式】
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
需要說明的是,當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個組件,它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個組件被認(rèn)為是“連接”另一個組件,它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。當(dāng)一個組件被認(rèn)為是“設(shè)置于”另一個組件,它可以是直接設(shè)置在另一個組件上或者可能同時存在居中組件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
請參見圖1,本發(fā)明實施方式提供一種用于沿空留巷護巷的支護結(jié)構(gòu)100,包括多根錨桿2及棚架4。
所述多根錨桿2沿巷道200的寬度方向間隔設(shè)于巷道200的頂部。在本實施方式中,所述多根錨桿2包括加強錨桿24和多根支護錨桿22。多根支護錨桿22等距離分布;加強錨桿24設(shè)于相鄰的兩根支護錨桿22之間,并位于巷道200在寬度方向上的中部區(qū)域,以加強錨桿2的支護效果。
在本實施方式中,所述支護結(jié)構(gòu)100還包括兩根錨索8,每一錨索8設(shè)于巷道200的頂部且位于相鄰的兩根支護錨桿22之間。錨索8的設(shè)置能夠提高巖體的整體性,有效地控制巖體的位移,促使其穩(wěn)定。
所述棚架4包括頂梁42和棚腿44。在本實施方式中,所述頂梁42為U型鋼,其長度略大于巷道200寬度的一半,較全棚架支護結(jié)構(gòu)減少了頂梁42的長度,節(jié)約了成本。所述頂梁42沿巷道200的寬度方向延伸,且所述頂梁42的一端位于采空區(qū)側(cè)邊線,所述頂梁42的另一端與加強錨桿24連接;所述頂梁42支撐巷道200的頂板210。頂梁42與錨桿2連接,把棚架結(jié)構(gòu)與錨桿結(jié)構(gòu)有機地結(jié)合成整體,因此,頂梁42和錨桿2不再單獨起作用,而是以一個整體相互作用,增加了支護結(jié)構(gòu)100對頂板210的支護面積,并能夠有效防止頂板210與支護結(jié)構(gòu)100橫向發(fā)生相對位移,解決軟弱頂板條件下單靠錨桿不能完全控制頂板210穩(wěn)定性的問題,保持頂板210巖層的穩(wěn)定性。
所述棚腿44一端裝設(shè)于巷道200的底板230,另一端與所述頂梁42靠近采空區(qū)300的端部連接。利用棚腿44的支護作用能夠?qū)Σ煽諈^(qū)300側(cè)冒落頂板210破碎巖塊進(jìn)行阻擋,防止巖塊竄到巷道200內(nèi)。在本實施方式中,所述棚腿44由兩根U型鋼連接組成,兩根U型鋼通過緊固夾箍5連接,以調(diào)節(jié)棚腿44的高度。使用時,所述棚腿44使用特制的升柱器(圖未示)升緊使棚腿44的初撐力達(dá)到設(shè)計值。
在本實施方式中,所述支護結(jié)構(gòu)100還包括頂網(wǎng)(圖未示)及擋矸網(wǎng)6。所述頂網(wǎng)鋪設(shè)于巷道200的頂部,所述擋矸網(wǎng)6夾設(shè)于棚腿44和采空區(qū)的巖壁之間,并與所述頂網(wǎng)搭接,以對采空區(qū)側(cè)松動的小巖塊進(jìn)行阻擋,防止松動小巖塊竄到巷道200內(nèi)。優(yōu)選地,所述擋矸網(wǎng)6的高度大于所述巷道200的高度,以使得所述擋矸網(wǎng)6遠(yuǎn)離所述頂網(wǎng)的一側(cè)拖地,以避免松動小巖塊從擋矸網(wǎng)6與巷道200底板230的縫隙中竄入巷道200內(nèi)。優(yōu)選地,所述擋矸網(wǎng)6為菱形金屬網(wǎng),菱形金屬網(wǎng)不僅能夠?qū)Σ煽諈^(qū)側(cè)細(xì)碎的巖石進(jìn)行阻擋,而且能夠提供一定的支護力,改善巷道200表面巖層的受力狀況。
在本實施方式中,所述頂梁42大于頂板210工作面周期來壓步距范圍內(nèi)的位置還架設(shè)有單體液壓支柱7,以加強支護??梢岳斫?,超過頂板210周期來壓影響范圍后可拆除單體液壓支柱7。
本發(fā)明還提供一種用于沿空留巷的支護方法,包括以下步驟:
提供上述支護結(jié)構(gòu)100;
在巷道200的頂部進(jìn)行錨桿2、錨索8、頂網(wǎng)支護;
在巷道200靠近采空區(qū)側(cè)鋪設(shè)擋矸網(wǎng)6,并使得得擋矸網(wǎng)6的一側(cè)與頂網(wǎng)搭接;
將所述頂梁42的一端與加強錨桿24連接,另一端設(shè)于采空區(qū)側(cè)邊線處,使得所述頂梁42支撐所述巷道200的頂板210;
將所述棚腿44一端裝設(shè)于巷道200的底板230,另一端與所述頂梁42靠近采空區(qū)300的端部連接。
可以理解,沿巷道200的長度方向可以間隔設(shè)置多個支護結(jié)構(gòu)100。
可以理解,錨索8的數(shù)量不限于本實施方式,在其他實施方式中,錨索8的數(shù)量也可以為兩個以上。
可以理解,所述頂梁42的長度不限于本實施方式,只要所述頂梁42長度小于所述巷道200的寬度即可。
上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實施例的詳細(xì)說明,但實施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍,凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更,均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。