大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型为大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，包括在巷道内设置的护巷结构和在采煤工作面的超前缺口内设置的护巷结构，巷道内的护巷结构为：在巷道顶板、巷道下帮及巷道上帮的岩体内设置锚索锚杆支护，并在锚杆上设置金属网形成锚网；巷道下帮及巷道上帮设置液压支柱对巷道顶板支撑。在超前缺口内设置液压支柱和密集支垛将超前缺口顶板支撑，在超前缺口底板及超前缺口顶板设置锚杆，并在锚杆上挂设钢筋网将超前缺口与巷道分隔。本实用新型在巷道内和超前缺口内形成联合支护结构，在大倾角急倾斜煤层开采工作面能效抵挡采煤工作的强烈振动影响，同时为采煤后的能很好完成无煤柱的沿空留巷。
【专利说明】大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种采煤巷道护巷结构，属于采煤设施结构领域，尤其是一种在大倾角急倾斜煤层中设置的护巷结构。
【背景技术】
[0002]在采煤过程中，需要在采煤工作面两侧掘巷道用于运输及通风。为了保证巷道围岩稳定，巷道掘进后一般都要进行支护。
[0003]沿空留巷是为了让掘进巷道在这一工段采煤完成后，在相邻工段的采煤工作中可以继续使用该巷道，为了让留巷稳定，在采煤过程中，传统的办法为留设煤柱，即每隔一段距离留下一部分煤矿不开采，让它形成煤柱支撑，保持留巷稳定。
[0004]将煤矿全部开采，不留设煤柱为无煤柱沿空留巷，其优势为:1.提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限。2.消除煤柱护巷时煤柱上、下方应力集中对开采的不利影响。
[0005]无煤柱沿空留巷需要更好地支护方式，其中主动支护方式能改善巷道围岩力学性能，以锚杆支护为主，包括锚喷、锚网等。以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如锚注支护等。
[0006]关于沿空留巷:沿空留巷的巷道下帮为未开采的煤体而巷道上帮为采空区。将沿空留巷靠采空区一侧的顶板切落下来，消除采空区内的悬顶，将顶板断裂线推移到巷道外侧的采空区内，而巷内顶板一端以煤璧为支撑，而另一端则按岩层断裂角由下往上断裂跨落，形成组合式的“悬臂梁”结构，巷道就处于该结构的保护下，巷内支护的主要作用是维持直接顶的完整性，尽量减小直接顶之间和直接顶与老顶之间的离层。
[0007]在沿空留巷的过程中，在采煤工作面处如何布设巷道支护，非常之关健，在采煤过程中，需要在采煤工作面面靠近巷道旁边先开设超前缺口，超前缺口的高度等于采煤工作面的高度，超前缺口的宽度约为lm，因采煤工作面的采动影响非常大，布设的巷道支护非常关健，一方面要抵消采煤工作的影响，一方面又要为采煤后的沿空留巷作好准备。
实用新型内容
[0008]为了让巷道能抵挡采煤工作的强烈振动影响，同时为采煤后的沿空留巷作好准备。本实用新型提供了大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构。
[0009]本实用新型的护巷结构包括在巷道内设置的护巷结构，和在采煤工作面的超前缺口内设置的护巷结构，所述的巷道内的护巷结构为:在巷道顶板7-1、巷道下帮7-4及巷道上帮7-3的岩体内设置若干锚索3与若干锚杆2，形成锚索锚杆支护，并在锚杆2上设置金属网将巷道顶板7-1覆盖，形成锚网；巷道下帮及巷道上帮设置液压支柱4对巷道顶板支撑。
[0010]在超前缺口内设置的护巷结构为:设置液压支柱4和密集支垛5将超前缺口顶板
6-1支撑，在超前缺口底板6-2及超前缺口顶板设置锚杆，并在锚杆上挂设钢筋网1将超前缺口 6与巷道分隔。
[0011]如上述的大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，具体结构为，在巷道内:锚杆2间距为0.6?lm。锚索3分别在巷道顶板7-1中部及巷道顶板两侧，锚索间距为2.2?2.6m。所述的金属网设置在钢带上，钢带设置在锚杆和锚索尾部；巷道下帮7-4的液压支柱4坚直支撑。巷道上帮液压支柱的底端安放在巷道上帮与巷道底板7-2夹角处，并向巷道下帮方向倾斜，与底板呈55°?65°夹角。
[0012]在超前缺口内:在超前缺口底板6-2设置锚杆，超前缺口顶板6-1设置锚索及锚杆，钢筋网1的上边和下边挂设在锚杆上并将超前缺口与巷道分隔。液压支柱和密集支垛设置在距离巷道上帮0.8?1.3m处。钢筋网设置在距离巷道上帮1?1.4m处。
[0013]如上述的大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，具体结构为，锚杆2长度2.5m,采用直径20mm的左旋螺纹钢，锚索3长4?5m。液压支柱4为单体液压支柱，或摩擦支柱。所述的钢筋网1的网面呈波浪形，采用直径8?12mm的钢筋编织，其网孔面积为0.3?0.6平方米，钢筋网上边与下边设置有挂耳，挂耳挂设在锚杆上。
[0014]有益效果在于:本实用新型在巷道内和超前缺口内形成联合支护结构，在倾角为25?50。变化，采高为0.5?3.5m的大倾角急倾斜煤层开采工作面能效抵挡采煤工作的强烈振动影响，同时在采煤后能很好地完成无煤柱的沿空留巷。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型支护结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]在大倾角急倾斜薄煤层的巷道掘进过程中进行前期支护，其支护方式为，在巷道顶板7-1、巷道上帮7-3、巷道下帮7-4进行锚索与锚杆支护，并在锚杆2上设置金属网，将巷道顶板覆盖，锚杆间距为0.8m，采用长度2.5m且直径20mm的左旋螺纹钢锚杆，锚索3布置在巷道顶板中部和两侧，锚索间距为2.4m，靠近巷道上帮7-3处的锚索长5m，坚直设置；中部锚索长4m，垂直于巷道顶板；靠近巷道下帮处锚索长4m，与水平倾角25°，锚索与锚杆上设置W型钢带。
[0017]随着采煤工作面的推进，在采煤工作面前方30m巷道内的巷道上帮和巷道下帮设置单体液压支柱4 ;巷道上帮单体液压支柱的底端安放在巷道上帮与巷道底板7-2夹角处，单体液压支柱向巷道下帮方向倾斜，与底板呈60°夹角。
[0018]在采煤工作面处开设超前缺口 6，在超前缺口距离巷道上帮lm处设置密集支垛5和两排液压支柱4将超前缺口顶板6-1进行支撑，在超前缺口底板6-2和超前缺口顶板6-1设置锚杆2，在锚杆上挂钢筋网1，钢筋网的网面呈波浪形，采用直径10mm的钢筋编织，其网孔面积为0.4平方米，钢筋网上边与下边设置有挂耳，挂耳挂设在锚杆上；钢筋网挂设方法为，钢筋网的上边通过锚杆固定在超前缺口顶板，下边通过锚杆固定在采煤工作面底板，将超前缺口与巷道分隔。
[0019]大倾角、急倾斜煤层顶板活动特点:
[0020]由于大倾角、急倾斜煤层采空区的顶板的垮落方向是由上往下发展，采空区中上部掉落的矸石沿底板下滑，将采空区下部充填饱满，因此采空区下部的顶板不会垮落，虽断裂但会受矸石的支承作用而处于稳定状态。
[0021]对于巷道顶板，由于原生结构面和矿压裂隙的影响，可能造成离层和冒落，因此这部分直接顶的载荷应由支护物全部承担，其支护理念和原则是维持直接顶的完整性，尽量减少直接顶之间和直接顶与老顶之间的离层，使直接顶与老顶同步运动，因此应支、护并重，因此本实用新型采用主动的联合的支护方式。
[0022]由于采动影响非常强烈，必须采取有效的支护结构，本实用新型的支护包括巷道内的锚网支护，锚网支护是非常有效的柔性支护，同时配合巷道上帮的液压支柱支护和巷道下帮的液压支柱支护所形成刚性支护，成为非常合理的联合支护。超前缺口内的密集支垛5为木架搭接而成，其支撑面广，收缩性大，张力大，可以很好地抵抗采动影响。超前缺口内的液压支柱4对超前缺口顶板6-1形成强有力的支撑。超前缺口内锚杆起两处作用，一是锚杆打入岩体，形成对岩体的支护，二是锚杆用于挂设钢筋网1，钢筋网的网面呈波浪形，在砰石垮落滑动向下时，被钢筋网挡在采空区内，波浪形能更好吸收矸石的冲击。
[0023]随着采空区下部冒落矸石的逐渐压实，老顶岩梁弯曲、断裂并回转下沉，与缓斜近水平煤层相比，倾斜下部老顶的断裂跨度大、在采空区的回转下沉量小，老顶取得平衡，沿空留巷完成。
【权利要求】
1.大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，包括在巷道内设置的护巷结构，和在采煤工作面的超前缺口内设置的护巷结构，其特征在于， 所述的巷道内的护巷结构为:在巷道顶板(7-1)、巷道下帮(7-4)及巷道上帮(7-3)的岩体内设置若干锚索(3)与若干锚杆(2)，形成锚索锚杆支护，并在锚杆(2)上设置金属网将巷道顶板(7-1)覆盖，形成锚网；巷道下帮及巷道上帮设置液压支柱(4)对巷道顶板支撑； 在超前缺口内设置的护巷结构为:设置液压支柱(4)和密集支垛5将超前缺口顶板(6-1)支撑，在超前缺口底板(6-2)及超前缺口顶板设置锚杆，并在锚杆上挂设钢筋网(I)将超前缺口(6)与巷道分隔。
2.如权利要求1所述的大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，其特征在于,在巷道内:锚杆(2)间距为0.6?Im ;锚索(3)分别在巷道顶板(7-1)中部及巷道顶板两侧，锚索间距为2.2?2.6m ;所述的金属网设置在钢带上，钢带设置在锚杆和锚索尾部；巷道下帮(7-4)的液压支柱(4)坚直支撑；巷道上帮液压支柱的底端安放在巷道上帮与巷道底板(7-2)夹角处，并向巷道下帮方向倾斜，与底板呈55°?65°夹角； 在超前缺口内:在超前缺口底板(6-2)设置锚杆，超前缺口顶板￠-1)设置锚索及锚杆，钢筋网(I)的上边和下边挂设在锚杆上并将超前缺口与巷道分隔；液压支柱和密集支垛设置在距离巷道上帮0.8?1.3m处；钢筋网设置在距离巷道上帮I?1.4m处。
3.如权利要求1所述的大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，其特征在于，锚杆(2)长度2.5m,采用直径20mm的左旋螺纹钢，锚索(3)长4?5m。
4.如权利要求1所述的大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，其特征在于，液压支柱(4)为单体液压支柱，或摩擦支柱。
5.如权利要求1所述的大倾角急倾斜煤层无煤柱留巷采煤工作面护巷结构，其特征在于，所述的钢筋网(I)的网面呈波浪形，采用直径8?12mm的钢筋编织，其网孔面积为.0.3?0.6平方米，钢筋网上边与下边设置有挂耳，挂耳挂设在锚杆上。
【文档编号】E21D20/00GK204060745SQ201420544570
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】唐建新, 杨纯华, 霍人中 申请人:四川达竹煤电(集团)有限责任公司