一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法

本发明涉及沿空留巷，具体涉及一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法。

背景技术：

1、沿空留巷技术一直是我国煤炭开采的重要技术发展方向。沿空留巷是指工作面回采后，沿采空区边缘维护原回采巷道，将上一区段工作面回采巷道采用一定的支护手段保留下来，作为下一区段回采工作面使用。通过沿空留巷的使用，使下一区段少掘一条巷道，有利于降低瓦斯治理、探放水成本、缓解采掘接替紧张。通过无煤柱开采，节约煤炭资源，增加矿井的使用年限有着重要意义。

2、目前沿空留巷技术手段通常是巷内和巷旁支护，且研究主要集中在巷旁支护，采用编制袋装填矸石、混凝土、高水材料等材料构建充填体墙，通过充填墙体阻挡采空区矸石，切断墙体采空区侧顶板，将长臂变短臂。上述通过各类材料在采空区巷旁充填墙体的沿空留巷方式，在巷内顶板不同位置均可能出现顶板被切断的现象，在采动压力的影响下，破碎顶板支护失效、顶板失稳，局部冒顶或大面积顶冒落的风险大大提高。因此，对于这种破碎顶板，采用目前沿空留巷的方式，留巷难以取得成功，且安全风险极大，使得沿空留巷技术的发展在不同的地质条件下受到一定的阻碍。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决现有破碎顶板沿空留巷困难的技术问题，本发明提供一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法。

2、本发明为了实现上述目的，采用的技术方案如下：

3、一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，用于沿空留巷支护施工，包括以下步骤：

4、a.巷道扩刷：在采煤帮区和采空区之间的巷道进行扩刷至设计要求形成沿空巷道；

5、b.顶板维护：在开采工作面端头安装端头支架，并在沿空巷道一侧的破碎顶板上安装临时支架作为临时支护；

6、c.采空区挡矸：沿采空区长度方向打设挡矸的挡矸柱；

7、d.基础施工：巷道扩刷后，在采煤帮区的直墙位置以及沿采空区侧长度方向进行卧底施工，卧底的上部预埋竖直向上且沿采煤帮区直墙长度方向和采空区侧长度方向排列的基础钢筋，在基础钢筋的上部安装钢筋骨架，巷道两帮的基础钢筋与同一个钢筋骨架连接形成拱形骨架支承结构；

8、e.模板安设：在步骤d所述拱形骨架的拱内侧和位于采空区侧的拱外侧安装模板，并在模板的两端安装第一堵头板，模板和第一堵头板构成浇筑模板；

9、f.浇筑：模板安装后，通过注浆泵在拱形骨架内进行注浆；

10、g.养护：在注浆结束后进行养护2-3天；

11、h.脱模：养护结束后，将步骤e中承载拱内外侧的模板拆除。

12、优选地，步骤e中，所述浇筑模板包括巷内拱形模板和巷外弧形模板，在拱形骨架的拱内侧安装与其精准定位的巷内拱形模板，位于采空区侧拱形骨架的外侧安装与其精准定位的且与挡矸柱相邻的巷外弧形模板，在巷内拱形模板和巷外弧形模板的两端安装第一堵头板，巷内拱形模板和巷外弧形模板与第一堵头板构成浇筑模板。

13、优选地，所述巷内拱形模板采用第一u25型钢弧形结构，并在第一u25型钢外侧焊接弧形钢板，所述巷内拱形模板由4节或6节组装而成，在巷内拱形模板的上部两端焊接第一弧形连接板，所述第一弧形连接板上开设有与第一堵头板连接的第一通孔。

14、优选地，所述巷外弧形模板采用第二u25型钢弧形结构，巷外由至少两节第二u25型钢组装而成，在巷外弧形模板的两端焊接第二弧形连接板，所述第二弧形连接板上开设有与第一堵头板连接的第二通孔。

15、优选地，步骤e中，所述浇筑模板包括模板台车和挡浆板，所述模板台车开进巷道，使得模板台车与拱形骨架精准定位，位于采空区侧拱形骨架的外侧安装挡浆板，在括模板台车的外侧两头安装第二堵头板，模板台车和挡浆板与第二堵头板构成浇筑支撑的浇柱模板。

16、优选地，位于所述采空区侧设置有与所述挡浆板相邻设置的单体柱。

17、优选地，步骤d中，所述卧底中具有钢筋笼，所述卧底采用混凝土浇筑，并使沿所述采煤帮区和沿所述采空区侧长度方向的卧底上部具有基础台，所述基础钢筋的下端从钢筋笼向上延伸。

18、优选地，沿所述采煤帮区直墙方向的基础台呈l字型结构，沿所述采空区侧长度方向的基础台呈凸字型结构。

19、优选地，所述钢筋骨架由钢筋组装构成的半圆形骨架。

20、优选地，步骤h中，根据沿空巷道段的压力，可延迟拆除所述拱形骨架内侧的模板，拱形骨架内侧的模板作为临时加强支护。

21、本发明具有以下有益效果：

22、1.本发明中，通过在采煤帮区和采空区之间安装基础钢筋和钢筋骨架与模板配合，然后进行浇筑形成承载拱来支护沿空留巷的破碎顶板，使得即使原有支护出现变形失效、顶板冒落的情况，由于具有本发明的承载拱支护下，极大降低了沿空巷道出现顶板冒落的风险。且本发明沿空留巷方法简单，易实现，适合推广应用。

23、2.本发明中，承载拱为半圆拱型，支撑顶板时，强度更高，抵抗围岩变形的能力也更强，有效维护得破碎顶板冒顶的发生，为作业人员的施工安全提供了保证。

技术特征：

1.一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，用于沿空留巷支护施工，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，步骤e中，所述浇筑模板包括巷内拱形模板(9)和巷外弧形模板(10)，在拱形骨架(6)的拱内侧安装与其精准定位的巷内拱形模板(9)，位于采空区(2)侧拱形骨架(6)的外侧安装与其精准定位的且与挡矸柱(8)相邻的巷外弧形模板(10)，在巷内拱形模板(9)和巷外弧形模板(10)的两端安装第一堵头板(11)，巷内拱形模板(9)和巷外弧形模板(10)与第一堵头板(11)构成浇筑模板。

3.如权利要求2所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，所述巷内拱形模板(9)采用第一u25型钢(13)弧形结构，并在第一u25型钢(13)外侧焊接弧形钢板(14)，所述巷内拱形模板(9)由4节或6节组装而成，在巷内拱形模板(9)的上部两端焊接第一弧形连接板(15)，所述第一弧形连接板(15)上开设有与第一堵头板(11)连接的第一通孔。

4.如权利要求2所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，所述巷外弧形模板(10)采用第二u25型钢(16)弧形结构，巷外弧形模板(10)由至少两节第二u25型钢(16)组装而成，在巷外弧形模板(10)的两端焊接第二弧形连接板(17)，所述第二弧形连接板(17)上开设有与第一堵头板(11)连接的第二通孔。

5.如权利要求1所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，步骤e中，所述浇筑模板包括模板台车(18)和挡浆板(19)，所述模板台车(18)开进巷道，使得模板台车(18)与拱形骨架(6)精准定位，位于采空区(2)侧拱形骨架(6)的外侧安装挡浆板(19)，在括模板台车(18)的外侧两头安装第二堵头板(21)，模板台车(18)和挡浆板(19)与第二堵头板(21)构成浇筑支撑的浇柱模板。

6.如权利要求5所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，位于所述采空区(2)侧设置有与所述挡浆板(19)相邻设置的单体柱(20)。

7.如权利要求1所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，步骤d中，所述卧底中具有钢筋笼(22)，所述卧底采用混凝土浇筑，并使沿所述采煤帮区(1)直墙方向和沿所述采空区(2)侧长度方向的卧底上部具有基础台(14)，所述基础钢筋(3)的下端从钢筋笼(22)向上延伸。

8.如权利要求7所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，沿所述采煤帮区(1)直墙方向的基础台(14)呈l字型结构，沿所述采空区(2)侧长度方向的基础台(14)呈凸字型结构。

9.如权利要求1所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，所述钢筋骨架(4)由钢筋组装构成的半圆形骨架。

10.如权利要求1所述的一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，其特征在于，步骤h中，根据沿空巷道(12)段的压力，可延迟拆除所述拱形骨架(6)内侧的模板，拱形骨架(6)内侧的模板作为临时加强支护。

技术总结
本发明公开了一种破碎顶板再造承载拱沿空留巷方法，属于沿空留巷技术领域。破碎顶板再造承载拱沿空留巷包括以下步骤：巷道扩刷、顶板维护、采空区挡矸、基础施工、模板安设、浇筑、养护和脱模，通过在采煤帮区和采空区之间进行基础施工中安装基础钢筋和钢筋骨架与模板配合，然后进行浇筑形成承载拱来支护沿空留巷的破碎顶板，使得即使原有支护出现变形失效、顶板冒落的情况，本发明的承载拱支护，极大降低了沿空巷道出现顶板冒落的风险。

技术研发人员：徐佑林,郑伟,周波,张辉,田年状,陈志松
受保护的技术使用者：贵州理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13