急倾斜煤层回采巷道封闭式圆环让压支护装置及支护方法与流程

本发明涉及一种急倾斜煤层回采巷道支护装置及支护方法，特别涉及一种急倾斜煤层回采巷道封闭式圆环让压支护装置及支护方法。

背景技术：

急倾斜煤层一般指倾角大于45°的煤层，急倾斜煤层回采巷道的围岩介质一般都具有高度非均匀性和非连续性，存在着众多的节理裂隙，特别是超前支承压力作用下，使得围岩具有非对称变形和支护体不均匀受荷的特点，巷道易出现地层相互错动、变形呈现高度非对称性的特征，冒顶现象异常突出，特别是急倾斜煤层开采上顺槽的上帮和下顺槽的下帮在应力集中的影响下表现出极不稳定特性，极大的增加了回采巷道支护作业的复杂性和困难性。

急倾斜煤层巷道基本上都是采用传统的u型钢可缩性支护装置及支护方法或工字钢支架支护装置及支护方法，钢支架一般不封闭成圆环，对高压不均匀应力状态不让压，适应性不强。目前使用较广泛的是u型钢可缩式拱形支护装置、柔性可缩性工字钢支护装置、格栅可缩性支护装置，上述这些支护装置及支护方法各自都存在一些自身的缺陷，压缩让压效果并不理想，不能达到良好的吸能让压效果，并且架设困难，适用性不强，传统的支护方式及工艺难以解决急倾斜煤层回采巷道的支护问题，特别是急倾斜的无煤柱开采沿空留巷问题。

技术实现要素：

为了解决急倾斜煤层回采巷道支护装置以及支护方法存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种结构简单、安全可靠、操作简便、适用性强的高强度急倾斜煤层回采巷道封闭式圆环让压支护装置及其支护方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种急倾斜煤层回采巷道封闭式圆环让压支护装置，由至少三个孤形支撑件通过连接件首尾相接形成的圆环封闭式支护装置。

作为优选，所述的连接件为连接套筒，包括至少两个固定套筒和至少一个限位套筒。

作为优选，位于固定套筒内的连接件的连接接口为平行接口，通过紧固螺母进行伸缩调节，以适应不同尺寸的巷道。

作为优选，位于限位套筒内的连接件的连接接口为波纹状接口，在伸缩的过程中起到吸能让压的作用。

作为优选，所述限位套筒具有开口，开口处设有加强紧固螺母4。

作为优选，所述固定套筒和固定套筒内的连接件的连接接口上具有多个配对的连接孔。

作为优选，所述的孤形支撑件为钢制型材。

作为优选，所述波纹状接口处的交错接口长度不小于整体波纹长度的1/2，控制其能有10~30cm的压缩距离。

作为优选，所述圆环封闭式支护装置的侧部具有u型槽。

一种采用所述的封闭式圆环让压支护装置支护急倾斜煤层回采巷道的方法，其特征是通过圆环封闭式支护装置作为支护骨架，槽钢作为支护骨架的连接杆，包括以下步骤：

（1）在巷道需要架设支护装置的位置处挖好圆形断面；

（2）在圆形断面处先架设好多段孤形支撑件，并用连接件套筒和螺栓进行连接，形成圆环封闭式支护装置；

（3）根据圆形巷道尺寸大小，调节连接件套筒内的连接接口，并用紧固螺栓固定，使支护装置紧贴巷道岩壁；

（4）架设完成后按照巷道标定的腰线进行底部回填，并整平；

（5）在巷道需要全断面高强封闭式支护的情况下，在每两个圆环封闭式支护装置的侧部u型槽架设满弧形槽钢，预留圆环封闭式支护装置让压所需的距离，即可实现全断面封闭式高强度让压支护；在不需要全断面高强支护情况下，可将铺设适量的弧形槽钢，外加金属网进行巷道支护。

本发明的有益效果：本发明通过将孤形支撑件钢制型材组合封闭成圆环，并且设置可吸能让压接口（即j1波纹状接口），使得支护装置能够有效地实现保持一定支护阻力支护围岩稳定的同时，又允许支护装置产生一定的位移进行让压吸能，达到支护、吸能让压多重并举的功能；设置的可伸缩接口（即j2平行接口）能让支护装置适应不同大小的巷道；此外，根据实际需要，工字钢所具备的两侧u型槽能够架设槽钢，从而能够对巷道形成全断面封闭式整体支护。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明顶部j1波纹状接口与套筒b-b剖面图；

图3为本发明底部j2平行接口与套筒a-a剖面图；

图4为本发明实施支护工字钢架设结构示意图；

图5为本发明架设槽钢整体结构及支护方法示意图；

图6为图5中断面图。

图中：1-g2工字钢，2-限位套筒，3-固定套筒，4-紧固螺母，5-g1工字钢，6-g3工字钢，7-螺母孔，8-j1波纹状接口，9-j2平行接口，10-回填矸石，11-弧形槽钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

如图1-6所示，包括g1工字钢5、g2工字钢1、g3工字钢6、工字型连接固定套筒3、工字型连接限位套筒2以及紧固螺母4。

所述的支护装置通过g1工字钢5、g2工字钢1、g3工字钢6、工字型连接固定套筒3、工字型连接限位套筒2以及紧固螺母4组合封闭成圆环。所述的g2工字钢1和g3工字钢6上部j1波纹状接口8为波纹状，在压缩位移(20~50cm)的过程中能够起到吸能让压的作用。所述的工字型连接限位套筒2采用高刚度加厚型钢板，不易变形，限位套筒底部设有加强紧固螺母4，方便位移的同时能够很好地起到限制j1波纹状接口8侧向位移。所述的g1工字钢5、g2工字钢1与g3工字钢6下部j2平行接口9为平行接口，通过紧固螺母4可进行伸缩调节，可适应不同大小的巷道。所述的工字钢支护装置两侧有u型槽，在每两个支护装置之间可架设弧形槽钢11，并根据巷道来压情况确定两圆环支护装置的距离l，也即是槽钢11的长度，如此对巷道进行全断面封闭式整体支护。

本发明的实施过程如下：首先，在巷道需要架设支护装置的位置处开挖好圆形断面，根据断面大小选好支护装置大小和型号；下一步，将g1工字钢5架设在圆形巷道底部位置，对好中线。并将工字型连接固定套筒3分别套在g1工字钢两端，往工字钢中间移到露出接口位置即可；下一步，架设g2工字钢1，将g2工字钢1下端对准j2平行接口9，对准拼接好后，将左边的工字型连接固定套筒3往上移动到覆盖j2平行接口9，并用紧固螺母4固定好；此时，需预先将工字型连接限位套筒4套在g2工字钢1上，并往左移动到露出波纹状接口位置即可；下一步，架设g3工字钢6，将g3工字钢6下端对准j2平行接口9，对准拼接好后，将右边的工字型连接固定套筒3往上移动到覆盖j2平行接口9，并用紧固螺母4固定好；此时，顶部的j1波纹状接口8将部分闭合，闭合长度约占整体接口长度的1/2左右；下一步，将工字型连接限位套筒4从g2工字钢1上往顶部移动到完全覆盖j1波纹状接口8并且中线对正，并用紧固螺母4紧固加强，支护装置架设完毕；此时，可通过工字型连接固定套筒3、紧固螺母4以及螺母孔7来调节两侧的j2平行接口9，使支护装置尽可能贴近巷道岩壁；下一步，架设完成后进行底部矸石10回填，回填时按照巷道标定的腰线进行，回填后，底板平整，前后坡度要一致，轨道垫实，不得悬空；此时，若需要进行全断面封闭式支护，可在每两个工字钢的两侧u型槽架设弧形槽钢11，即可实现全断面封闭式支护；最后，当巷道开始破坏变形时，圆环支护装置受压收缩，顶部j1波纹状接口8受压开始相对位移，支护装置开始进行吸能让压支护。