(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 111535817 A (43)申请公布日 2020.08.14 | ||
(21)申请号 CN202010271511.2
(22)申请日 2020.04.09
(71)申请人 山东科技大学
地址 266590 山东省青岛市黄岛区前湾港路579号
(72)发明人 黄万朋 王学文 张呈国 崔海峰 蒋力帅 郭晓胜
(74)专利代理机构 青岛智地领创专利代理有限公司
代理人 张凯
(51)Int.CI
权利要求说明书 说明书 幅图 |
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法，涉及煤矿开采及巷道支护技术领域。其步骤包括：在工作面布置双巷掘进，巷道之间留设3‑5m的小煤柱；在小煤柱安装对穿锚索，使煤柱处于三向受力状态；小煤柱两侧设置注浆锚杆控制围岩裂隙，保证煤柱的完整性；安装悬吊锚索，加强煤柱与上覆岩层的联系，防止煤柱滑移；煤帮设置钢管混凝土墩柱加固，提高煤柱承载能力控制帮鼓；回采期间进行超前预断顶卸压，降低煤柱上方的支承压力。该方法保证了掘进和回采过程中小煤柱的稳定性，双巷掘进能够缓解矿井工作面接替紧张的问题，小煤柱的设置能够提高采出率；另外还提高了小煤柱的承载能力，保证了小煤柱的长期稳定，实现了留小煤柱的双巷掘进。 | |
法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
2023-03-17 | 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E21D 9/00专利申请号:2020102715112申请公布日:20200814 | 发明专利申请公布后的驳回 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,包括:
步骤1.采煤工作面的一侧双巷掘进,超前巷道和滞后巷道之间留设3-5m的小煤柱;
步骤2.超前巷道和滞后巷道掘进后支护巷道,在巷道内向小煤柱侧打设注浆锚杆;
步骤3.安装悬吊锚索,所述悬吊锚索穿过小煤柱并倾斜固定在上覆岩层中;
步骤4.随滞后巷道掘进工作面在小煤柱安装对穿锚索,并通过对穿锚索对小煤柱两侧施加侧向围压;
步骤5.滞后巷道掘进工作面后方8-12m在小煤柱的两侧布置钢管混凝土墩柱,钢管混凝土墩柱向小煤柱一侧倾斜支撑小煤柱;
步骤6.滞后巷道掘进工作面的后方40-50m利用注浆锚杆对小煤柱两侧进行注浆;
步骤7.重复上述步骤1至6,直至完成双巷掘进;
步骤8.采煤工作面开始回采后,在巷道内煤柱侧超前工作面施工断顶卸压。
2.根据权利要求1所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述超前巷道和滞后巷道掘进后支护巷道时打设注浆锚杆,同时安装悬吊锚索。
3.根据权利要求1所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述巷道之间每隔50-100m设置一条联络巷,双巷掘进时一条巷道的掘进工作面滞后于另一条巷道的掘进工作面3-5m。
4.根据权利要求1所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述注浆锚杆的长度小于小煤柱宽度的一半,所述悬吊锚索的锚固端设置在上覆坚硬岩层中,悬吊锚索的竖向倾角小于30°。
李方丁5.根据权利要求1所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述对穿锚索安装时,在煤柱的两侧同时施工;对穿锚索的预紧采用多次循环预紧的方式,对穿锚索的张拉采用分级张拉。
6.根据权利要求5所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述对穿锚索的总长度大于小煤柱的宽度,对穿锚索包括自由段和外露段,外露段长度为200-300mm。
7.根据权利要求1所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述钢管混凝土墩柱向小煤柱一侧倾斜3-5°,钢管混凝土墩柱与小煤柱之间有300-500mm的空隙。
8.根据权利要求7所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述钢管混凝土墩柱在施工时,先架设6-8根空心钢管后,再向空心钢管内注混凝土;所述钢管混凝土墩柱顶部安装钢制托盘,钢制托盘和空心钢管之间设置有柔性垫层。
9.根据权利要求1所述的一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,其特征在于,所述采煤工作面开始回采,自开切眼开始超前工作面施工断顶钻孔,钻孔内放置后封孔,进行预裂爆破;随工作面推进设置密闭墙封闭联络巷。
说 明 书
<p>技术领域
本发明涉及煤矿开采及巷道支护技术领域,尤其是一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法。
背景技术
传统的双巷掘进,能够实现工作面顺序回采,确保采掘接替正常;但基于矿压控制考虑,一般会保留10~30m的保护煤柱,这样就会造成煤炭资源的大量浪费。目前大部分煤矿所采用的沿空掘巷,虽然煤柱宽度缩小,提高了资源采出率,但掘巷距离采空区较近,易受采空区上方岩层运动影响而发生大变形,因此掘巷一般要保持6~10个月的滞后期,这样又会带来采掘接替紧张的问题。当前针对小煤柱的支护控制技术主要为传统的锚杆索加金属网支护,以及重点部位进行加强支护、注浆喷浆等。在该支护体系下,煤柱两侧的支护结构没有联系,无法保证双向加固;同时两侧过多的锚杆索孔破坏了煤柱本身的整体性,小煤柱容易发生全宽度上的塑性破坏,帮鼓现象严重,巷道不但会产生大变形,还会造成采空区漏风和火灾等严重问题。现有的锚杆锚索、注浆等支护方式的组合也难以实现对小煤柱的长期控制,也无法解决工作面接续和煤炭采出率之间的矛盾,为此需要对现有的施工方法做进一步的改进。
发明内容
为了解决双巷掘进中留设的小煤柱受回采影响稳定性控制困难的问题,保证工作面采掘接替,提高煤炭采出率,提高小煤柱的承载能力,本发明提供了一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,具体技术方案如下。
一种工作面双巷掘进小煤柱加固施工方法,包括:
步骤1.采煤工作面的一侧双巷掘进,超前巷道和滞后巷道之间留设3-5m的小煤柱;
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