一種沿空留巷巷旁柔強承載施工結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沿空留巷巷旁支護結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沿空留巷巷旁柔強承載施工結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沿空留巷作為一種無煤柱護巷技術(shù)，由于其能夠緩解采掘接替緊張，實現(xiàn)“Y”型通風(fēng)等優(yōu)點，符合我國煤炭工業(yè)的發(fā)展要求，是我國煤炭開采的重要方向，受到了廣泛關(guān)注。
[0003]沿空留巷巷旁承載結(jié)構(gòu)是保障留巷成功的關(guān)鍵。通過對沿空留巷頂板運動過程進行大量研究，發(fā)現(xiàn)巷旁承載結(jié)構(gòu)不僅要承受基本頂下沉帶來的“給定變形”，還要承受“大結(jié)構(gòu)”下方巖體的重量，這又要求承載結(jié)構(gòu)具有一定的抗壓強度，因此巷旁承載結(jié)構(gòu)需要在承受一定給定變形條件下仍能保持一定的承載性能，尤其是深部大采高沿空留巷，需要更大的可縮量和支護阻力。
[0004]巷旁支護形式有木垛、密集支柱、矸石帶、混凝土砌塊等，這些支護形式難以滿足基本頂運動時的給定變形和后期保持較強承載性能的要求，并且難以對頂板進行主動支護。近年來研發(fā)的高水速凝材料具有支護阻力大和一定的可縮量的特點，但是存在增阻慢等問題，并且在自流平時不能很好接頂，存在一定空間，容易使得基本頂旋轉(zhuǎn)下沉過程中產(chǎn)生沖擊載荷，加大充填體受力;使用不等強支護時，雖然滿足了可縮性要求，但是無法對頂板進行主動支護，并且工序較多，不利于施工。因此，選擇一種既能滿足給定變形和抗壓強度的要求，又能保證充填體與頂板能夠很好接頂并提供主動支護的巷旁承載結(jié)構(gòu)是沿空留巷成功與否的關(guān)鍵。
[0005]通過專利檢索，存在以下已知的技術(shù)方案:
[0006]專利1:
[0007]申請?zhí)?201310741812.7，申請日:2013.12.28，授權(quán)公告日:實審中，本發(fā)明公開了一種煤礦沿空留巷巷旁支護方法，包括以下步驟:首先沿空留巷巷旁采用密集單體液壓支柱支護;待采空區(qū)切頂直接頂垮落后，在原有錨桿支護的基礎(chǔ)上，沿空留巷頂板開始打錨索支護，留巷采用傾向雙排錨索支護，錨索間距為2m，排距為2.2m，且靠近煤幫一側(cè)錨索應(yīng)沿著一定的傾斜角度安裝，靠近采空區(qū)一側(cè)錨索垂直頂板直接安裝;錨索打完達到設(shè)計預(yù)應(yīng)力后，在密集單體液壓支柱里側(cè)再打一排單體液壓支柱，柱距1.2 — 1.5m;將密集單體液壓支柱從后往前陸續(xù)回出，補打的單體液壓支柱與安裝的錨索組成巷旁輔助支護體系。本發(fā)明提供解決煤礦沿空留巷支護困難的一種方法。
[0008]專利2:
[0009]申請?zhí)?201310080715.8，申請日:2013.03.14，授權(quán)公告日:2013.06.19，本發(fā)明公開的一種主動支撐巷旁充填沿空留巷方法，首先根據(jù)圍巖條件超前工作面對保留巷道進行巷內(nèi)支護與加強支護，在工作面后方，沿采空區(qū)的邊緣采用木垛、矸石或預(yù)制砌塊等構(gòu)筑巷旁充填墻，在充填墻上鋪設(shè)高強密封充填袋，通過注漿栗向充填袋內(nèi)注充添加速凝早強劑的水泥凝漿液或高膨脹材料，工作面后部頂板活動穩(wěn)定后拆除加強支護，使高強密封充填袋與頂板緊密接觸，形成對頂板施加主動支撐力。通過提供巷旁充填墻初撐力，增強巷旁充填體的切頂能力，并減小留巷頂板的初始下沉量，提尚頂板的穩(wěn)定性，提尚沿空留巷質(zhì)量，減小保留巷道的返修率。其方法簡單，操作方便，效果好。
[0010]專利3:
[0011]申請?zhí)?201310567007.7，申請日:2013.11.14，授權(quán)公告日:2015.08.26，本發(fā)明公開了一種沿空留巷巷旁柔強雙層復(fù)合支護高強材料適宜性評價方法，所述的柔強雙層復(fù)合支護由上下兩層充填體組合而成，上層充填體采用柔性材料，下層充填體采用高強材料，下層高強材料適宜性評價方法是以巷道允許變形量為依據(jù)，結(jié)合充填體壓縮量與矸石壓縮量協(xié)調(diào)變形來確定采空區(qū)矸石壓縮系數(shù)，以高強充填材料與采空區(qū)矸石壓縮性能確定充填體承載力，進而獲得高強充填材料所需抗壓強度，用預(yù)選的高強材料實際抗壓強度與獲得的高強充填材料所需抗壓強度進行比較，從而對預(yù)選的高強材料適宜性進行評價。本發(fā)明評價方法充分考慮高強充填材料與采空區(qū)矸石承載性能，克服了以往忽略采空區(qū)矸石壓縮量對其承載能力影響的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012](一)解決的技術(shù)問題
[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種沿空留巷巷旁柔強承載施工結(jié)構(gòu)及其施工方法，以克服現(xiàn)有的巷旁支護結(jié)構(gòu)不能在滿足給定變形和抗壓強度要求的同時，保證充填體與頂板能夠很好接頂并提供主動支護的問題。
[0014](二)技術(shù)方案
[0015]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種沿空留巷巷旁柔強承載施工結(jié)構(gòu)，包括柔強承載施工結(jié)構(gòu)(I)，增壓栗(9)和氣體增壓房，所述柔強承載施工結(jié)構(gòu)
(I)包括橡膠氣囊(101)，膏體混凝土( 102)，木點柱(103)，單體支柱(104)，充填模板(105)，鉸接頂梁(106)，預(yù)留桿體(107)，充填前擋板(108)和頂板錨桿(109)，回采工作面(3)前方待填充區(qū)域設(shè)有頂板錨桿(109)，所述回采工作面(3)后方充填區(qū)域靠近留巷(2)側(cè)和靠近采空區(qū)(5)處各設(shè)有一個充填模板(105)，回采工作面(3)后方充填區(qū)域設(shè)有鉸接頂梁(106)，所述鉸接頂梁(106)上設(shè)有單體支柱(104)，所述鉸接頂梁(106)連接有頂板，所述回采工作面(3)后方充填區(qū)域靠近采空區(qū)(5)側(cè)的充填模板(105)連接有木點柱(103)，所述回采工作面(3)后方充填區(qū)域靠近留巷(2)側(cè)的充填模板(105)與最外側(cè)一組單體支柱(104)連接，所述兩個充填模板(105)連接有預(yù)留桿體(107)和充填前擋板(108)，所述充填模板
(105)和充填前擋板(108)上方設(shè)有橡膠氣囊(101)，所述橡膠氣囊(101)連接有增壓栗(9)，所述增壓栗(9)連接有氣體增壓房，所述充填模板(105)和充填前擋板(108)間充填有膏體混凝土(I 02)。
[0016]進一步的，所述鉸接頂梁(106)上設(shè)有至少四個單體支柱(104)。
[0017]進一步的，回采工作面(3)后方充填區(qū)域設(shè)有至少四列鉸接頂梁(106)和單體支柱(104)。
[0018]進一步的，回采工作面(3)前方待充填區(qū)域密布設(shè)有頂板錨桿(109)。
[0019]進一步的，所述橡膠氣囊(1I)的寬為充填體寬度。
[0020]進一步的，所述橡膠氣囊(101)并排放置并且用防靜電高強塑料膜包裹，僅露出朝向留巷(2)的充氣口。
[0021]進一步的，所述充填前擋板(108)的長為充填體寬度。
[0022]進一步的，一種沿空留巷巷旁柔強承載施工結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0023]I)在地面副井附近設(shè)置氣體增壓房，內(nèi)設(shè)增壓栗和高壓氣體儲氣罐，并在待留巷道設(shè)增壓栗(9);
[0024]2)預(yù)制充填模板(105)，在充填模板(105)上開孔，預(yù)制充填前擋板(108)，放置于工作面后方的待充填區(qū)域；
[0025]3)超前工作面5?1m進行撕幫，撕幫寬度為2.8?3.2m，對超前撕幫區(qū)域打頂板錨桿(109);
[0026]4)在回采工作面(3)后方充填區(qū)域架設(shè)至少四列鉸接頂梁(106)和單體支柱(104)，在回采工作面(3)后方充填區(qū)域靠近采空區(qū)(5)側(cè)，架設(shè)木點柱(103)，鉸接頂梁
(106)配合單體支柱(104)及木點柱(103)進行密集支護，保證留巷(2)空間得以保留；
[0027]5)回撤中間三列單體支柱(104)和鉸接頂梁(106)，在充填區(qū)域清理浮煤和浮矸，為防止充填材料外泄，底部鋪上塑料膜或膠織袋;架設(shè)兩側(cè)充填模板(105)，靠進采空區(qū)(5)側(cè)充填模板(105)較高并釘在木點柱(103)上，靠近留巷(2)側(cè)充填模板(105)緊靠在最外側(cè)