沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，本實(shí)用新型包括采煤巷道內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施與切頂卸壓設(shè)施。加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施包括采煤巷道內(nèi)的三排高支柱，與巷道下幫的兩排錨桿，及巷道頂板的兩排錨索，以及在巷道上幫分布有三排錨桿。切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在巷道上幫處，由短支柱、支撐柱、矸石擋板以及采空區(qū)頂板上的炮孔構(gòu)成，矸石檔板與支撐柱向采煤巷道側(cè)傾斜，傾斜角度在2～5°之間。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無巷旁充填沿空留巷，具有能消除充填體對下層鄰近煤層的應(yīng)力集中，降低下層煤開采困難，緩解采掘關(guān)系、簡化施工工藝等諸多優(yōu)點(diǎn)。采用本技術(shù)后，沿空留巷頂板變形量較小，施工工藝簡單，施工速度快，從而有利于薄煤層的安全高效回采。
【專利說明】
沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種采煤設(shè)施，尤其是一種在近距離傾斜煤層條件下的切頂與護(hù)巷的支護(hù)設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002]在采煤過程中，為了少掘進(jìn)一條巷道，采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的開出的巷道留給下一個(gè)區(qū)段使用，這種技術(shù)稱之為沿空留巷。原有的技術(shù)手段是沿著采空區(qū)邊緣保留煤柱對巷道進(jìn)行支撐;但留設(shè)煤柱會(huì)浪費(fèi)一部分煤炭資源。為了不浪費(fèi)煤炭資源，解決的辦法是采用支護(hù)裝置代替煤柱，將煤炭全部采出，采用支護(hù)裝置代替煤柱進(jìn)行留巷的方法稱為無煤柱沿空留巷(或簡稱:沿空留巷)。無煤柱沿空留巷可以最大限度回收資源，避免煤體損失。
[0003]巷旁砌筑料石是一種沿空留巷的方法，目前在采煤行業(yè)中大面積使用，但是，近距離傾斜煤層條件下，在巷旁砌筑料石的沿空留巷方式已經(jīng)越來越多出現(xiàn)巷旁煤體及砌筑塊體壓裂、外鼓、片幫量大、底臌嚴(yán)重等嚴(yán)重影響沿空巷道二次復(fù)用的非線性大變形現(xiàn)象，因此，砌筑料石的留巷方式實(shí)際已經(jīng)不能滿足該煤層條件下的煤層安全、高效、經(jīng)濟(jì)開采的需要。
[0004]切頂卸壓沿空留巷技術(shù)是一種新的沿空留巷技術(shù)，這種技術(shù)采用雙向聚能預(yù)裂爆破技術(shù)將沿空巷道側(cè)向頂板進(jìn)行超前預(yù)裂破壞，改變沿空成巷時(shí)懸伸頂板覆巖巖體的結(jié)構(gòu)，在采場頂板周期來壓作用下，懸伸頂板在上覆壓力擠壓作用下沿預(yù)裂面切落成巷，自然形成巷道的一個(gè)幫側(cè)，從而完成沿空留巷。該技術(shù)能夠消除鄰近工作面煤體上方應(yīng)力集中的作用，具有減小采掘比，提高生產(chǎn)效率，減少資源浪費(fèi)，避免因留設(shè)煤墩及巷旁砌筑料石而造成的煤與瓦斯混合突出、底臌突出、巷道變形嚴(yán)重、需要二次返修等現(xiàn)象，屬于一種安全高效經(jīng)濟(jì)科學(xué)的開采新技術(shù)。
[0005]但是在切頂之前，采空區(qū)頂板的高壓態(tài)勢下，以及切頂過程中的較大振動(dòng)下如何保證巷道安全，防止巷道變形的技術(shù)目前還不成熟。尤其是具有中傾斜、頂板軟、煤層薄、與上覆煤層距離近等特點(diǎn)的采煤條件下，易受上覆煤層采動(dòng)影響及本層煤采動(dòng)影響，圍巖應(yīng)力作用明顯，大幅超過了巖石單軸抗壓強(qiáng)度，致使沿空巷道留設(shè)及維護(hù)過程中變形十分嚴(yán)重。
[0006]因此，如果能有效解決切頂之前以及切頂過程中的安全支護(hù)問題，就能很好地完成在上述煤層條件下的沿空留巷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決在近距離傾斜煤層開采條件下的切頂之前以及切頂過程中的安全支護(hù)問題，本實(shí)用新型提供了沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施。
[0008]本實(shí)用新型的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施包括兩部分，分別是設(shè)置在采煤巷道12內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施，與設(shè)置在采空區(qū)I內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施，切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在靠近巷道上幫處。
[0009]所述的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施為:在采煤巷道12內(nèi)設(shè)置有三排高支柱11，高支柱直立支撐在巷道底板10與巷道頂板7之間；在高支柱頂端與巷道頂板之間設(shè)置橫梁8;在巷道下幫設(shè)置有兩排錨桿13，分別打入巷道下幫的中部與下部;在巷道頂板設(shè)置有兩排錨索3，其中一排打入巷道頂板的中部，另一排靠近巷道上幫;在巷道上幫分布有三排錨桿13。
[0010]所述的切頂卸壓設(shè)施包括短支柱6、支撐柱4、矸石擋板5。
[0011]支撐柱為工字鋼，并支撐在采空區(qū)頂板與采空區(qū)底板之間，支撐柱頂端與采空區(qū)頂板之間設(shè)置墊板14。
[0012]在支撐柱靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置矸石擋板5，在支撐柱靠采煤巷道側(cè)設(shè)置短支柱6。
[0013]矸石擋板5與支撐柱4向采煤巷道側(cè)傾斜，斜角度為2?5°。
[0014]在采空區(qū)頂板的巖體內(nèi)設(shè)置有炮孔2，炮孔離矸石擋板1mm?150_。
[0015]如上所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，具體為，巷道下幫中部的錨桿13水平設(shè)置;巷道下幫下部的錨桿13向下傾斜設(shè)置。
[0016]如上所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，具體為，巷道上幫的三排錨桿13分別打入巷道上幫的上部、中部與下部，巷道上幫下部的錨桿向下傾斜設(shè)置，巷道上幫的上部與中部的錨桿13水平設(shè)置。
[0017]如上所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，具體為，所述的墊板14為木板，矸石擋板5為水泥板。
[0018]如上所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，具體為，所述的高支柱11與短支柱6均為單體液壓支柱。
[0019]如上所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，具體為，所述的錨索長度為5500mm;錨桿 13 長度為 1800mm。
[0020]如上所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，具體為，所述的炮孔2深度為3500mmo
[0021]有益效果:
[0022]采用本實(shí)用新型對采空區(qū)巷道進(jìn)行支護(hù)，實(shí)現(xiàn)了無巷旁充填沿空留巷，具有能消除充填體對下層鄰近煤層的應(yīng)力集中，降低下層煤開采困難，緩解采掘關(guān)系、簡化施工工藝等諸多優(yōu)點(diǎn)。采用本技術(shù)后，沿空留巷頂板變形量較小，施工工藝簡單，施工速度快，從而有利于薄煤層的安全高效回采。
[0023]采用本技術(shù)后，巷道變形量很小，在礦壓穩(wěn)定階段40m后，巷道高度基本不變，說明切頂卸壓預(yù)裂爆破成效較好。
[0024]本技術(shù)實(shí)施過程中，采用的水泥背板成本很低，工字鋼可以采用廢舊鋼軌制作，在巷道變形穩(wěn)定后，單體液壓支柱可回收再次利用。因此，整個(gè)沿空留巷的成本是非常低的，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0025]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型切頂卸壓設(shè)施結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型設(shè)置在近距離傾斜煤層的開采條件下，所謂近距離是指在該開采煤層的下方有另一煤層待開采，如果煤層的頂板沒有管控好，在沿空留巷過程中頂板的壓力過大，會(huì)影響下方煤層的開采。在采煤巷道12的左側(cè)為剛開采完的采空區(qū)I，在采煤巷道的右側(cè)為本煤層的下一采區(qū)9。沿空留巷的目的為:將采煤巷道12作為本采區(qū)的機(jī)巷使用后，能留作下一采區(qū)9的風(fēng)巷，進(jìn)行通風(fēng)使用。因此，在具體開采過程中，需要作好巷道支護(hù)，安全完成沿空留巷。
[0028]如圖1所示，本實(shí)施例的支護(hù)設(shè)施包括兩部分，分別是設(shè)置在采煤巷道12內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施與設(shè)置在采空區(qū)I內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施。
[0029]加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施為:
[0030]在采煤巷道12內(nèi)設(shè)置有三排高支柱11，高支柱直立支撐在巷道底板10與巷道頂板7之間;在高支柱頂端與巷道頂板之間設(shè)置橫梁8，橫梁為鋼梁或木梁均可，本實(shí)施例選擇用木梁，因?yàn)樵谙锏理敯逵形⒘孔冃螘r(shí)，木梁具有一定的緩沖作用。高支柱11為單體液壓支柱，高支柱分布在采煤巷道中，設(shè)置在巷道下幫處的高支柱離巷道下幫300mm，設(shè)置在采煤巷道中部的高支柱離巷道上幫1300mm，設(shè)置在巷道上幫處的高支柱離巷道上幫300mm。設(shè)置在巷道上幫處的高支柱排距為800mm，所謂的排距是指:順采煤巷道長度方向的間距。設(shè)置在巷道下幫與巷道中部處的高支柱排距為1600_。
[0031]在巷道下幫設(shè)置有兩排錨桿13，錨桿排距不宜大于3000mm，并分別打入巷道下幫的中部與下部。巷道下幫中部的錨桿13水平設(shè)置，下部的錨桿向下傾斜。
[0032]在巷道上幫分布有三排錨桿13，錨桿排距不宜大于1500mm，并分別打入巷道上幫的上部、中部與下部，巷道上幫下部的錨桿向下傾斜設(shè)置，上部與中部的錨桿水平設(shè)置。
[0033]上述錨桿長度均為1800mm。
[0034]在巷道頂板設(shè)置有兩排錨索3，其中一排打入巷道頂板的中部，排距為2700mm;另一排靠近巷道上幫，排距1450mm;上述的銷索長度為5500mm。
[0035]切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在靠近巷道上幫處，如圖2所示，其結(jié)構(gòu)包括短支柱6、支撐柱4、矸石擋板5;短支柱6為單體液壓支柱，矸石擋板5為水泥板。支撐柱為工字鋼，并支撐在采空區(qū)頂板與采空區(qū)底板之間，支撐柱頂端與采空區(qū)頂板之間設(shè)置墊板14，墊板14為木板;在支撐柱靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置矸石擋板5，在支撐柱靠采煤巷道側(cè)設(shè)置短支柱6。
[0036]在采空區(qū)頂板上設(shè)置有炮孔2，炮孔2深度為3500mm，炮孔離矸石擋板1mm?150mm，炮孔在巖體內(nèi)向采空區(qū)方向傾斜，即水平傾角65°?75°打入采空區(qū)頂板巖體內(nèi)。
[0037]矸石擋板5與支撐柱4向采煤巷道側(cè)傾斜，傾斜角度在2?5°之間。
[0038]短支柱的排距800mm，水泥擋板為連續(xù)性的拼接搭建，支撐柱的排距為400mm。支撐柱采用廢舊鋼軌制作而成。
[0039]本實(shí)用新型的搭建方過程為:在采煤工作面沒有到達(dá)之前，先在采煤巷道內(nèi)搭設(shè)好高支柱、巷道頂板的錨索，巷道上幫、巷道下幫的錨桿。在采煤工作面經(jīng)過后，隨即開出炮孔，裝填炸藥，并搭建好水泥背板、支撐柱4(廢舊鋼軌)、短支柱。在采煤工作面離開40米后，放炮，切頂卸壓。采空區(qū)頂板的矸石垮落后，由水泥背板與支撐柱進(jìn)行阻擋，防止竄入采煤巷道內(nèi)。切頂卸壓完成后，可以拆除所有的單體液壓支柱(高支柱、短支柱)。
[0040]上述為示例性說明，不代表本實(shí)用新型時(shí)保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，由設(shè)置在采煤巷道(12)內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施，與設(shè)置在采空區(qū)(I)內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施構(gòu)成，切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在靠近巷道上幫處;其特征在于， 所述的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施為:在采煤巷道(12)內(nèi)設(shè)置有三排高支柱(11)，高支柱直立支撐在巷道底板(10)與巷道頂板(7)之間；在高支柱頂端與巷道頂板之間設(shè)置橫梁(8);在巷道下幫設(shè)置有兩排錨桿(13)，分別打入巷道下幫的中部與下部;在巷道頂板設(shè)置有兩排錨索(3)，其中一排打入巷道頂板的中部，另一排靠近巷道上幫；在巷道上幫分布有三排錨桿(13)； 所述的切頂卸壓設(shè)施包括短支柱(6)、支撐柱(4)、矸石擋板(5); 支撐柱為工字鋼，并支撐在采空區(qū)頂板與采空區(qū)底板之間，支撐柱頂端與采空區(qū)頂板之間設(shè)置墊板(14); 在支撐柱靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置矸石擋板(5)，在支撐柱靠采煤巷道側(cè)設(shè)置短支柱(6); 矸石擋板(5)與支撐柱(4)向采煤巷道側(cè)傾斜，斜角度為2?5°; 在采空區(qū)頂板的巖體內(nèi)設(shè)置有炮孔(2)，炮孔離矸石擋板1mm?150mm。2.如權(quán)利要求1所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，其特征在于，巷道下幫中部的錨桿水平設(shè)置;巷道下幫下部的錨桿(13)向下傾斜設(shè)置。3.如權(quán)利要求1所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，其特征在于，巷道上幫的三排錨桿分別打入巷道上幫的上部、中部與下部，巷道上幫下部的錨桿向下傾斜設(shè)置，巷道上幫的上部與中部的錨桿水平設(shè)置。4.如權(quán)利要求1所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，其特征在于，所述的墊板(14)為木板，矸石擋板(5)為水泥板。5.如權(quán)利要求1所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，其特征在于，所述的高支柱(11)與短支柱(6)均為單體液壓支柱。6.如權(quán)利要求1所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，其特征在于，所述的錨索長度為5500mm;銷桿長度為1800mm。7.如權(quán)利要求1所述的沿空護(hù)巷開采近距離煤層的支護(hù)設(shè)施，其特征在于，所述的炮孔(2)深度為 3500mm。
【文檔編號(hào)】E21D20/00GK205445623SQ201521121283
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】劉小強(qiáng), 張國鋒, 張世源
【申請人】四川達(dá)竹煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司小河嘴煤礦