一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)包括頂板鋼筋網(wǎng)、交替設(shè)置在頂板上的多排頂板錨桿件和多排頂板錨索件，頂板鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排頂板錨桿件與頂板之間；多個(gè)下幫錨索梁沿同一直線設(shè)置，每個(gè)下幫錨索梁垂直設(shè)置在至少兩排下幫錨桿件上，下幫鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排下幫錨桿件與下幫之間；每道上幫錨索梁包括多個(gè)上幫錨索梁，多道上幫錨索梁與頂板的間距不同，每道上幫錨索梁分別垂直夾持在至少兩排上幫錨桿件上?？梢源_保巷道安全施工，且巷道變形量控制在允許范圍內(nèi)，滿足安全高效回采。
【專利說明】
一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種巷道支護(hù)技術(shù)，尤其涉及的是一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于地層走向北西，傾向北東的單斜構(gòu)造的煤礦，地層傾角呈淺陡深緩，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，局部有小型褶曲。礦井采用立井和斜井相結(jié)合、集中大巷、分區(qū)石門的開拓方式。厚煤層工作面風(fēng)巷掘進(jìn)一般采用留窄小煤柱掘巷支護(hù)技術(shù)，但存在如下缺點(diǎn):沿空巷道煤柱支撐能力低，維護(hù)十分困難，經(jīng)常存在前掘后修現(xiàn)象;煤柱變形嚴(yán)重，存在漏風(fēng)現(xiàn)象，對采空區(qū)防火不力。
[0003]結(jié)構(gòu)簡單的厚煤層，暗淡型煤，其直接頂為厚度4.5?12.5米的深灰色砂質(zhì)泥巖。煤層傾角為22?30°，平均傾角26°，不利于巷道成型和頂板穩(wěn)定。兩幫不等高，錨桿支護(hù)施工困難。此外，上幫高度大，穩(wěn)定性差，容易發(fā)生片幫事故。煤層硬度中等，高幫有變形現(xiàn)象。因此，需要設(shè)計(jì)支護(hù)系統(tǒng)，確保采煤安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，增強(qiáng)幫部支護(hù)實(shí)現(xiàn)安全可靠的支護(hù)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括橫截面為直角梯形的巷道，所述巷道的頂板、上幫、下幫分別設(shè)有頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)、上幫支護(hù)機(jī)構(gòu)和下幫支護(hù)機(jī)構(gòu);所述頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)包括頂板鋼筋網(wǎng)、交替設(shè)置在頂板上的多排頂板錨桿件和多排頂板錨索件，所述頂板鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排頂板錨桿件與頂板之間；所述下幫支護(hù)機(jī)構(gòu)包括下幫鋼筋網(wǎng)、設(shè)置在下幫的多排下幫錨桿件和多個(gè)下幫錨索梁，所述多個(gè)下幫錨索梁沿同一直線設(shè)置，每個(gè)下幫錨索梁垂直夾持在至少兩排下幫錨桿件上，所述下幫鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排下幫錨桿件與下幫之間；所述上幫支護(hù)機(jī)構(gòu)包括上幫鋼筋網(wǎng)、設(shè)置在上幫的多排上幫錨桿件和多道上幫錨索梁，每道上幫錨索梁包括多個(gè)上幫錨索梁，多道上幫錨索梁與頂板的間距不同，每個(gè)上幫錨索梁分別垂直夾持在至少兩排上幫錨桿件上，所述上幫鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排上幫錨桿件與上幫之間。
[0006]所述每排頂板錨桿件包括頂板鋼帶和多根頂板錨桿，所述多根頂板錨桿依次穿過頂板鋼帶錨固在頂板內(nèi)。
[0007]所述每排頂板錨桿件上靠近上幫的一根頂板錨桿和靠近下幫的一根頂板錨桿分別向?qū)?yīng)的幫部傾斜1?20°設(shè)置。
[0008]所述每根頂板錨桿的錨固力為90?120KN，扭矩為150?200N.m。
[0009]所述每排頂板錨索件包括多個(gè)頂板托盤和多根頂板錨索，每根頂板錨索通過對應(yīng)的頂板拖盤錨固在頂板上，所述頂板錨索長于頂部錨桿。
[0010]所述每根頂板錨索的錨索預(yù)緊力為100?150KN，錨固力180?220KN，錨索滯后迎頭小于或等于5m。
[0011]所述每排下幫錨桿件包括下幫鋼帶和多根下幫錨桿，所述多根下幫錨桿依次穿過下幫鋼帶錨固在下幫內(nèi)。
[0012]所述每個(gè)下幫錨索梁包括下幫支梁和多根下幫錨索，所述多根下幫錨索分別穿過下幫支梁錨固在下幫內(nèi)，所述下幫錨索為實(shí)心錨索，所述下幫支梁與頂板設(shè)有間距，所述下幫錨索長于下幫錨桿。
[0013]所述每排上幫錨桿包括上幫鋼帶和多根下幫錨桿，所述多根上幫錨桿依次穿過上幫鋼帶錨固在下幫內(nèi)。
[0014]所述每道上幫錨索梁包括多個(gè)上幫錨索梁，每個(gè)上幫錨索梁包括上幫支梁和多根上幫錨索，所述多根上幫錨索分別穿過上幫支梁錨固在上幫內(nèi)，所述上幫錨索長于上幫錨桿。
[0015]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明不僅重視頂板支護(hù)，同樣重視幫部支護(hù)，可以確保巷道安全施工，且巷道變形量控制在允許范圍內(nèi)，符合“大斷面，強(qiáng)支護(hù)，支得住，支得省”的要求，為深部采區(qū)厚煤層沿空掘進(jìn)提供經(jīng)驗(yàn)。掘進(jìn)速度快，保證生產(chǎn)接替。巷道變形量小維護(hù)量小，兩巷維護(hù)方便，滿足安全高效回采。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的綜合柱狀圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的剖視圖；
[0018]圖3是頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是上幫支護(hù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是下幫支護(hù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例的巷道特點(diǎn)為巷道直接頂板I為深灰色粉砂巖，對錨桿錨固效果和支護(hù)可靠性有一定影響。特別是遇水后軟化膨脹變形、松動，巷道圍巖穩(wěn)定性控制將帶來一定困難。采用錨索網(wǎng)聯(lián)合加固支護(hù)后，可以強(qiáng)化圍巖穩(wěn)固效果。因此巷道開挖后，為了能及時(shí)提高被加固煤巖層的強(qiáng)度，必須有針對性地先提高對頂板I的錨固強(qiáng)度(因錨固強(qiáng)度越大，圍巖形成的承載結(jié)構(gòu)厚度及承載能力越大)。另外，為了有效控制錨固體不發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，在巷道開挖后，應(yīng)及時(shí)安設(shè)錨桿并滯后適當(dāng)距離施工錨索，以確保錨桿、錨索在支護(hù)時(shí)間及荷載匹配上達(dá)到耦合狀態(tài)。
[0023]為了防止頂板I出現(xiàn)早期離層現(xiàn)象，安設(shè)錨桿的時(shí)間、錨索滯后掘進(jìn)工作面的距離不得超過規(guī)定，必須堅(jiān)持及時(shí)、主動并按設(shè)計(jì)要求擰緊錨桿的扭矩螺母，使錨桿產(chǎn)生較大的預(yù)緊力，堅(jiān)決做到幫頂同治(共同加固圍巖)，充分調(diào)動圍巖自身力學(xué)性能，確保巷道安全使用。
[0024]本實(shí)施例的巷道斷面:設(shè)計(jì)斷面為直墻倒梯形，凈寬X(下幫)凈高=4.6X1.Sm。
[0025]如圖2和圖3所示，巷道頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)10包括多排頂板錨桿件頂板錨桿件和多排頂板錨索件，每排頂板錨桿件頂板錨桿件采用7根IV級左旋螺紋鋼預(yù)拉力高強(qiáng)頂板錨桿11、M4型頂板鋼帶12(規(guī)格:長度4600mm、7眼孔、眼距700mm)、頂板鋼筋網(wǎng)壓接聯(lián)合支護(hù)。頂板錨桿11的間排距700 X 900mm ；頂板錨桿11規(guī)格為M24 — 2500mm。每根頂板錨桿11采用兩節(jié)Z2355型中速樹脂藥卷加長錨固，頂板錨桿11設(shè)計(jì)扭矩180N.m，錨固力100KN?？拷?、下幫的一根頂板錨桿11可分別向幫部外斜15°與頂板I成偽垂直安設(shè)。
[0026]每排頂板錨索件，采用頂板錨索13規(guī)格為0 22-6300臟，頂板托盤14采用300乂300X 15mm平托盤，按排距6_6_6方式布置，即一排頂板銷桿11布置6根頂板銷索13，頂板銷索13的間排距800 X900mm。每根頂板錨索13采用3根Z2355型中速樹脂藥卷錨固，頂板錨索13預(yù)緊力為120KN，錨固力200KN，頂板錨索13滯后迎頭不大于5m。
[0027]如圖5所示，圖中頂部為頂板I，底部為底板，下幫支護(hù)機(jī)構(gòu)20包括多排下幫錨桿件和多個(gè)下幫錨索梁，每排下幫錨桿件采用3根IV級左旋螺紋鋼預(yù)拉力高強(qiáng)下幫錨桿21、M4型下幫鋼帶22(規(guī)格:長度1800mm、3眼孔、眼距800mm)、下幫鋼筋網(wǎng)(內(nèi)襯塑網(wǎng))聯(lián)合支護(hù)，下幫錨桿21的間排距800 X 900mm。下幫錨桿21規(guī)格為M24-2500mm。每根下幫錨桿21采用兩節(jié)Z2355型中速樹脂藥卷加長錨固。下幫錨桿21設(shè)計(jì)扭矩180N.m，錨固力80KN。上下兩肩的下幫錨桿21可向巷壁外斜15°。下幫2煤巖體穩(wěn)定時(shí)，下幫錨桿21可滯后迎頭5m;下幫2煤巖體松軟破碎時(shí)，下幫錨桿21不得滯后。
[0028]下幫2幫部沿一條直線設(shè)置多個(gè)下幫錨索梁，每個(gè)下幫錨索梁包括下幫支梁23和三根下幫錨索24，下幫支梁23采用M4型鋼帶(長度:2400mm、3眼孔、眼距900mm)，下幫支梁23距頂板1500?800mm。下幫錨索24規(guī)格:?22-3300mm實(shí)心錨索，每根下幫錨索24使用兩節(jié)Z2355型中速樹脂藥卷加長錨固；下幫錨索24預(yù)緊力80kN，錨固力100kN。下幫支梁23滯后迎頭不得超過10m。
[0029]如圖4所示，圖中頂部為頂板1，底部為底板，上幫支護(hù)機(jī)構(gòu)30包括多排上幫錨桿件和多道上幫錨索梁，每排上幫錨桿件采用5根IV級左旋螺紋鋼預(yù)拉力高強(qiáng)上幫錨桿31、2根M4型上幫鋼帶32(規(guī)格:長度1800mm、3眼、眼距800mm)、上幫鋼筋網(wǎng)(內(nèi)襯塑網(wǎng))聯(lián)合支護(hù)，上幫錨桿31的間排距800 X 900mm。上幫錨桿31規(guī)格為M24-2500mm。每根上幫錨桿31采用兩節(jié)Z2355型中速樹脂藥卷加長錨固，上下兩肩的上幫錨桿31可向巷壁外斜15°。上幫錨桿31設(shè)計(jì)扭矩180N.m，錨固力80KN。上幫3煤巖體穩(wěn)定時(shí)，放炮掘進(jìn)時(shí)上幫3高部支護(hù)應(yīng)緊跟迎頭施工;上幫3下部的上幫錨桿31可滯后迎頭不大于5m;上幫3煤巖體巖性松軟時(shí)，上幫錨桿31不得滯后。
[0030]上幫3幫部包括三道上幫錨索梁，每道上有多個(gè)上幫錨索梁，每個(gè)上幫錨索梁包括上幫支梁33和三根上幫錨索34，上幫支梁33采用M4型鋼帶(長度:2400mm、3眼孔、眼距900mm)，第一道上幫錨索梁與頂板I距離為800?1000mm，第二道上幫錨索梁與頂板I距離為1800?2200mm，第三道上幫錨索梁與頂板I距離為3000?3200mm。上幫錨索34的規(guī)格:Φ 22-3300mm實(shí)心錨索。每根上幫錨索34使用兩節(jié)Ζ2355型中速樹脂藥卷加長錨固；上幫錨索34預(yù)緊力80kN，錨固力100kN。第一道上幫錨索梁滯后迎頭不得超過5m，第二、三道上幫錨索梁滯后迎頭不得超過10m。
[0031]機(jī)具扭矩不足時(shí)，及時(shí)采用人工加扭，將所有錨桿加扭到設(shè)計(jì)所要求的扭矩。在巷中每10米補(bǔ)打一根Φ200mm木點(diǎn)柱(減跨及控制底鼓)。放炮掘進(jìn)時(shí)，木點(diǎn)柱可滯后迎頭15米進(jìn)行增設(shè);綜掘機(jī)施工時(shí)，木點(diǎn)柱可滯后綜掘機(jī)轉(zhuǎn)載皮帶后15米進(jìn)行增設(shè)。
[0032]特殊地段特殊處理:
[0033]頂板I破碎帶、斷層帶、淋水帶、直接頂厚度變化異常帶等特殊地段，首先加密頂部錨桿、同時(shí)補(bǔ)打錨索，然后及時(shí)套棚，并及時(shí)上報(bào)并采取其它支護(hù)方式，確保安全施工。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，包括橫截面為直角梯形的巷道，其特征在于，所述巷道的頂板、上幫、下幫分別設(shè)有頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)、上幫支護(hù)機(jī)構(gòu)和下幫支護(hù)機(jī)構(gòu);所述頂板支護(hù)機(jī)構(gòu)包括頂板鋼筋網(wǎng)、交替設(shè)置在頂板上的多排頂板錨桿件和多排頂板錨索件，所述頂板鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排頂板錨桿件與頂板之間；所述下幫支護(hù)機(jī)構(gòu)包括下幫鋼筋網(wǎng)、設(shè)置在下幫的多排下幫錨桿件和多個(gè)下幫錨索梁，所述多個(gè)下幫錨索梁沿同一直線設(shè)置，每個(gè)下幫錨索梁垂直夾持在至少兩排下幫錨桿件上，所述下幫鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排下幫錨桿件與下幫之間；所述上幫支護(hù)機(jī)構(gòu)包括上幫鋼筋網(wǎng)、設(shè)置在上幫的多排上幫錨桿件和多道上幫錨索梁，每道上幫錨索梁包括多個(gè)上幫錨索梁，多道上幫錨索梁與頂板的間距不同，每個(gè)上幫錨索梁分別垂直夾持在至少兩排上幫錨桿件上，所述上幫鋼筋網(wǎng)設(shè)置在多排上幫錨桿件與上幫之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每排頂板錨桿件包括頂板鋼帶和多根頂板錨桿，所述多根頂板錨桿依次穿過頂板鋼帶錨固在頂板內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每排頂板錨桿件上靠近上幫的一根頂板錨桿和靠近下幫的一根頂板錨桿分別向?qū)?yīng)的幫部傾斜10?20°設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每根頂板錨桿的錨固力為90?120KN，扭矩為150?200N.m。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每排頂板錨索件包括多個(gè)頂板托盤和多根頂板錨索，每根頂板錨索通過對應(yīng)的頂板拖盤錨固在頂板上，所述頂板錨索長于頂部錨桿。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每根頂板錨索的錨索預(yù)緊力為100?150KN，錨固力180?220KN，錨索滯后迎頭小于或等于5m。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每排下幫錨桿件包括下幫鋼帶和多根下幫錨桿，所述多根下幫錨桿依次穿過下幫鋼帶錨固在下幫內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)下幫錨索梁包括下幫支梁和多根下幫錨索，所述多根下幫錨索分別穿過下幫支梁錨固在下幫內(nèi)，所述下幫錨索為實(shí)心錨索，所述下幫支梁與頂板設(shè)有間距，所述下幫錨索長于下幫錨桿。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每排上幫錨桿包括上幫鋼帶和多根下幫錨桿，所述多根上幫錨桿依次穿過上幫鋼帶錨固在下幫內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種厚煤層沿空掘進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述每道上幫錨索梁包括多個(gè)上幫錨索梁，每個(gè)上幫錨索梁包括上幫支梁和多根上幫錨索，所述多根上幫錨索分別穿過上幫支梁錨固在上幫內(nèi)，所述上幫錨索長于上幫錨桿。
【文檔編號】E21D11/00GK106089238SQ201610696653
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月19日 公開號201610696653.7, CN 106089238 A, CN 106089238A, CN 201610696653, CN-A-106089238, CN106089238 A, CN106089238A, CN201610696653, CN201610696653.7
【發(fā)明人】蔡芝會, 蘇正海, 黃軍
【申請人】淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司