一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法技術方案

本發明專利技術公開了一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，屬于巷道支護領域。其主要步驟包括：首先在本區段下順槽掘進時采用非對稱的錨網索支護；其次在工作面后退回采過程中，在本工作面采空區距下順槽1000mm?1200mm的位置壘砌塊，形成一個砌塊墻，然后在砌塊墻上噴射鋼纖維混凝土噴層；最后把∏型鋼管混凝土支架放在砌塊墻內側，進行注漿升柱，混凝土固結之后，∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護構成了沿空留巷的支護系統。本發明專利技術采用的自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法操作簡單，支護強度高，安全性高，護頂、切頂效果好，對沿空留巷具有重要的意義。

A self lifting type II type concrete filled steel tube supporting system of gob side entry method

The invention discloses a self lifting type II type concrete filled steel tube supporting system of gob side entry retailing method, which belongs to the field of roadway. The main steps include: firstly, trough cutting in this section under the asymmetric anchor cable support; secondly in working face return process, in the goaf position from the trough under the barrier block 1000mm 1200mm, forming a block wall, and then sprayed steel fiber concrete injection in block wall layer; finally the concrete - type steel bracket on the block wall, grouting column, concrete consolidation, II type concrete filled steel tube support, block wall and anchor cable supporting the original network constitutes a gob supporting system. The invention adopts the self lifting type II type concrete filled steel tube supporting system of gob side entry retailing method has the advantages of simple operation, high supporting intensity, high safety, protecting roof, roof cutting effect is good, it has important significance to gob.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于煤礦巷道支護領域，具體涉及到一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法。
技術介紹
目前，國家大力推廣無煤柱采礦技術，以減少沖擊地壓等災害的發生。沿空留巷是將已采工作面后方的運輸順槽或回風順槽用一定方法沿采空區保留下來，作為下一工作面的順槽。采用沿空留巷技術主要具有以下優勢：提高煤炭資源回收率，延長礦井服務年限；少掘一條巷道，降低礦井掘進率，緩解采掘接替緊張；消除煤柱護巷時煤柱應力集中對開采的不利影響；實現工作面Y型通風，解決隅角瓦斯積聚。這些優勢使得沿空留巷技術受到某些煤礦企業的青睞。我國目前常采用的沿空留巷方法為充填帶、密集支柱、木垛、矸石袋、砌塊等。采用沿空留巷維護的巷道一般要經歷兩次采動高應力作用過程，致使巷道圍巖應力分布與礦壓顯現劇烈，巷道圍巖條件惡化，破碎區和塑性區范圍大。特別是上一個工作面回采后，在基本頂向采空區旋轉、下沉過程中，沿空留巷不僅頂板發生強烈下沉，而且實煤體幫鼓出和底鼓嚴重，導致巷道圍巖破碎區、塑性區范圍顯著增大，巷道圍巖變形量大，維護十分困難。煤礦采用沿空留巷時，采用充填帶等方式時，充填帶被動承載，起不到切頂的作用，頂板運動的力通過充填帶傳遞到底板，造成底鼓，給煤炭回采造成了極大的影響。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，該沿空留巷方法操作簡單，在“非對稱邁步式”高強錨索支護和鋼管混凝土高強支撐力的作用之下，切頂效果好；在砌塊墻、鋼纖維混凝土噴層的保護下，采空區的瓦斯不會進入下順槽，安全性好；采用高強混凝土支架、“非對稱邁步式”錨網索支護和砌塊墻進行沿空留巷，留巷效果好，能解決目前沿空留巷所遇到的技術問題。為解決上述問題，本專利技術方案包括：一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，包括以下步驟：a：在本區段下順槽送巷過程中，分別對下順槽的頂板及兩幫進行錨網索支護，為了更好的切頂，頂板的錨索采用“非對稱邁步式”支護。b：在工作面推進之前，對本區段下順槽靠近采空區一側的錨網進行拆除，然后采煤機割煤，隨著采煤工作面逐漸推進，液壓支架相應的前移，形成采空區。c：本工作面采空區距下順槽1000mm-1200mm的位置壘砌塊，砌塊的寬度500mm-600mm，高度以接觸到直接頂為止，形成砌塊墻。d：在砌塊墻上噴射鋼纖維混凝土噴層，噴層厚度100mm，避免采空區中的瓦斯等有害氣體進入下順槽，砌塊墻在一定程度上也能起到支撐頂板的作用。e：把自升式∏型鋼管混凝土支護系統放置在砌塊墻內側地面上，準備灌注混凝土升起支架，相鄰兩架鋼管混凝土支護系統的間距為800mm-1000mm。f：打開混凝土灌注開關，混凝土就會從單向閥出砼口進入到管道空腔中，管道空腔注滿后，∏形外部鋼管就會在壓力的作用下慢慢的升起，而內部多余的氣體會通過帶有防水透氣薄膜和高密度鐵絲網的排氣閥而排出。直到∏形外部鋼管的橫梁達到直接頂且具有一定的初撐力時關掉混凝土灌注開關，停止注混凝土，形成鋼管混凝土支架。g：混凝土固結之后，∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護構成了沿空留巷。h：在∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護系統作用下，工作面推過后，在工作面后方下順槽形成了沿空留巷。步驟a所述的錨網索支護，兩幫采用錨網支護，頂板采用錨網索支護，錨桿間距800mm，排距800mm，錨索間距800mm，排距1600mm，錨索同時配合兩孔鋼帶支護，錨索采用“非對稱邁步式”支護。上述的“非對稱邁步式”支護，“非對稱式”表示錨索偏向于采空區側，不是以下順槽的中心線對稱布置。“邁步式”是指用兩孔鋼帶所關聯的兩根錨索和另外兩根關聯的錨索用類似人腿行走的方式布置，這種布置方式有利于切頂，保持巷道的穩定性。步驟e中所述的自升式∏型鋼管混凝土支護系統包括內部鋼管、圓形底座、單向閥、密封圈、混凝土注漿泵、密封圈卡環、排氣閥、∏形外部鋼管、外部鋼管環形筋等部分。上述的外部鋼管成∏型，能夠在充填泵灌注混凝土的壓力作用下逐漸升起，∏型外部鋼管水平部分對頂板能施加100kN-150kN的初撐力。上述的∏形外部鋼管環形筋直徑為25mm，間距為200mm，均勻焊接在∏形外部鋼管上，該環形鋼筋主要用來增加鋼管混凝土支架的強度。上述的單向閥內部有一個彈簧和球體結構，往里面注混凝土的時候能夠使彈簧收縮，把球頂開，一旦停止注混凝土球就會在彈簧的作用下恢復到原位，使得只能單向的注入混凝土而不能讓內部的混凝土外流。上述的排氣閥內部包含高密度鋼絲網、防水透氣薄膜，能夠保證在通氣的情況下不讓漿液外流。上述的支護系統是由∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護組成的。本專利技術公開了一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，主要通過內部鋼管上的單向閥注入混凝土，管道空腔注滿后使得∏形外部鋼管逐漸升起，在混凝土泵的高壓力作用之下，∏形外部鋼管的水平橫梁對頂板起到主動支撐作用；混凝土固結之后，形成的鋼管混凝土支架整體強度能達到1400kN-1600kN。∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護形成了沿空留巷的支護系統。本專利技術的一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，其中最重要的是自升式∏型鋼管混凝土支護系統通過幾個獨立的個體組裝而成，能夠實現受壓自升，操作方便，成本低，安全可靠，并且能夠實現多個鋼管混凝土支護系統同時升起，大大提高了工作效率，適合于在煤礦沿空留巷中推廣使用。附圖說明下面結合附圖對本專利技術做進一步清楚、完整的說明：圖1：用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法工作面剖面圖圖2:用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法俯視圖圖3:自升式∏型鋼管混凝土支護系統圖圖4:單向閥構造示意圖圖5：排氣閥構造示意圖圖6：沿空留巷頂板支護示意圖其中：1、基本頂，2、直接頂，3、實體煤，4、采空區，5、砌塊墻，6、鋼管混凝土支架，7、下順槽，8、工作面推進方向，9、混凝土注漿泵，10、單向閥,11、排氣閥，12、∏形外部鋼管，13、外部鋼管環形筋，14、密封圈，15、內部鋼管，16、底座，17、密封圈卡環，18、混凝土灌注開關，19、單向閥進砼口，20、單向閥出砼口，21、防水透氣薄膜，22、高密度鐵絲網，23、錨桿，24、錨索，25、兩孔鋼帶，26、鋼纖維混凝土噴層，27、液壓支架具體的實施步驟本專利技術公開了一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，為了使本專利技術的優點、技術方案更加清楚、明確，下面結合具體實施例對本專利技術做進一步清楚、完整的說明。本專利技術一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法工作面剖面示意圖如圖1所示，砌塊墻及其在上面噴射的鋼纖維混凝土噴層26起到密封采空區4中瓦斯等有害氣體進入下順槽7，而自升式∏型鋼管混凝土支架6則對直接頂2和基本頂1有較高的初撐力和高強度，起到切頂以及留巷的作用。本專利技術一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法下順槽的頂板和實體煤側的錨網索支護如圖1和圖6所示。下順槽7整體采用錨網索支護，頂板采用“非對稱邁步式”錨索24加強支護，“非對稱式”表示錨索24偏向于采空區側，不是以下順槽7的中心線對稱布置。“邁步式”是指用兩孔鋼帶25所關聯的兩根錨索24和另外兩根關聯的錨索24用類似人腿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，其特征主要包括以下步驟：a：在本區段下順槽送巷過程中，分別對下順槽的頂板及兩幫進行錨網索支護，為了更好的切頂，頂板的錨索采用“非對稱邁步式”支護。b：在工作面推進之前，對本區段下順槽靠近采空區一側的錨網進行拆除，然后采煤機割煤，隨著采煤工作面逐漸推進，液壓支架相應的前移，形成采空區。c：本工作面采空區距下順槽1000mm?1200mm的位置壘砌塊，砌塊的寬度500mm?600mm，高度以接觸到直接頂為止，形成砌塊墻。d：在砌塊墻上噴射鋼纖維混凝土噴層，噴層厚度100mm，避免采空區中的瓦斯等有害氣體進入下順槽，砌塊墻在一定程度上也能起到支撐頂板的作用。e：把自升式∏型鋼管混凝土支護系統放置在砌塊墻內側地面上，準備灌注混凝土升起支架，相鄰兩架鋼管混凝土支護系統的間距為800mm?1000mm。f：打開混凝土灌注開關，混凝土就會從單向閥出砼口進入到管道空腔中，管道空腔注滿后，∏形外部鋼管就會在壓力的作用下慢慢的升起，而內部多余的氣體會通過帶有防水透氣薄膜和高密度鐵絲網的排氣閥而排出。直到∏形外部鋼管的橫梁達到直接頂且具有一定的初撐力時關掉混凝土灌注開關，停止注混凝土，形成鋼管混凝土支架。g：混凝土固結之后，∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護構成了沿空留巷的支護系統。h：在∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護系統作用下，工作面推過后，在工作面后方下順槽形成了沿空留巷。...

【技術特征摘要】
1.一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，其特征主要包括以下步驟：a：在本區段下順槽送巷過程中，分別對下順槽的頂板及兩幫進行錨網索支護，為了更好的切頂，頂板的錨索采用“非對稱邁步式”支護。b：在工作面推進之前，對本區段下順槽靠近采空區一側的錨網進行拆除，然后采煤機割煤，隨著采煤工作面逐漸推進，液壓支架相應的前移，形成采空區。c：本工作面采空區距下順槽1000mm-1200mm的位置壘砌塊，砌塊的寬度500mm-600mm，高度以接觸到直接頂為止，形成砌塊墻。d：在砌塊墻上噴射鋼纖維混凝土噴層，噴層厚度100mm，避免采空區中的瓦斯等有害氣體進入下順槽，砌塊墻在一定程度上也能起到支撐頂板的作用。e：把自升式∏型鋼管混凝土支護系統放置在砌塊墻內側地面上，準備灌注混凝土升起支架，相鄰兩架鋼管混凝土支護系統的間距為800mm-1000mm。f：打開混凝土灌注開關，混凝土就會從單向閥出砼口進入到管道空腔中，管道空腔注滿后，∏形外部鋼管就會在壓力的作用下慢慢的升起，而內部多余的氣體會通過帶有防水透氣薄膜和高密度鐵絲網的排氣閥而排出。直到∏形外部鋼管的橫梁達到直接頂且具有一定的初撐力時關掉混凝土灌注開關，停止注混凝土，形成鋼管混凝土支架。g：混凝土固結之后，∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護構成了沿空留巷的支護系統。h：在∏型鋼管混凝土支架、砌塊墻以及原有的錨網索支護系統作用下，工作面推過后，在工作面后方下順槽形成了沿空留巷。2.據權利要求1所述的一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的方法，其特征在于：步驟a所述的錨網索支護，兩幫采用錨網支護，頂板采用錨網索支護，錨桿間距800mm，排距800mm，錨索間距800mm，排距1600mm，錨索同時配合兩孔鋼帶支護，錨索采用“非對稱邁步式”支護。3.據權利要求2所述的一種用自升式∏型鋼管混凝土支護系統沿空留巷的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹增德，劉進曉，宗彩建，王玉和，辛承銳，劉永樂，
申請(專利權)人：山東科技大學，
類型：發明
國別省市：山東;37