對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，本實(shí)用新型包括采煤巷道內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施與切頂卸壓設(shè)施。加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施包括采煤巷道內(nèi)的三排高支柱，與巷道下幫的兩排錨桿，及巷道頂板的兩排錨索，以及在巷道上幫分布有三排錨桿。切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在巷道上幫處，由排距700mm～820mm的短支柱、排距為300mm～500mm的支撐柱、矸石擋板以及采空區(qū)頂板上的炮孔構(gòu)成。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無(wú)巷旁充填沿空留巷，具有能消除充填體對(duì)下層鄰近煤層的應(yīng)力集中，降低下層煤開采困難，緩解采掘關(guān)系、簡(jiǎn)化施工工藝等諸多優(yōu)點(diǎn)。采用本技術(shù)后，沿空留巷頂板變形量較小，施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，從而有利于薄煤層的安全高效回采。
【專利說(shuō)明】
對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種采煤設(shè)施，尤其是一種在近距離傾斜煤層條件下的切頂與護(hù)巷的支護(hù)設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002]在采煤過(guò)程中，為了少掘進(jìn)一條巷道，采用一定的技術(shù)手段將上一區(qū)段的開出的巷道留給下一個(gè)區(qū)段使用，這種技術(shù)稱之為沿空留巷。原有的技術(shù)手段是沿著采空區(qū)邊緣保留煤柱對(duì)巷道進(jìn)行支撐;但留設(shè)煤柱會(huì)浪費(fèi)一部分煤炭資源。為了不浪費(fèi)煤炭資源，解決的辦法是采用支護(hù)裝置代替煤柱，將煤炭全部采出，采用支護(hù)裝置代替煤柱進(jìn)行留巷的方法稱為無(wú)煤柱沿空留巷(或簡(jiǎn)稱:沿空留巷)。無(wú)煤柱沿空留巷可以最大限度回收資源，避免煤體損失。
[0003]巷旁砌筑料石是一種沿空留巷的方法，目前在采煤行業(yè)中大面積使用，但是，近距離傾斜煤層條件下，在巷旁砌筑料石的沿空留巷方式已經(jīng)越來(lái)越多出現(xiàn)巷旁煤體及砌筑塊體壓裂、外鼓、片幫量大、底臌嚴(yán)重等嚴(yán)重影響沿空巷道二次復(fù)用的非線性大變形現(xiàn)象，因此，砌筑料石的留巷方式實(shí)際已經(jīng)不能滿足該煤層條件下的煤層安全、高效、經(jīng)濟(jì)開采的需要。
[0004]切頂卸壓沿空留巷技術(shù)是一種新的沿空留巷技術(shù)，這種技術(shù)采用雙向聚能預(yù)裂爆破技術(shù)將沿空巷道側(cè)向頂板進(jìn)行超前預(yù)裂破壞，改變沿空成巷時(shí)懸伸頂板覆巖巖體的結(jié)構(gòu)，在采場(chǎng)頂板周期來(lái)壓作用下，懸伸頂板在上覆壓力擠壓作用下沿預(yù)裂面切落成巷，自然形成巷道的一個(gè)幫側(cè)，從而完成沿空留巷。該技術(shù)能夠消除鄰近工作面煤體上方應(yīng)力集中的作用，具有減小采掘比，提高生產(chǎn)效率，減少資源浪費(fèi)，避免因留設(shè)煤墩及巷旁砌筑料石而造成的煤與瓦斯混合突出、底臌突出、巷道變形嚴(yán)重、需要二次返修等現(xiàn)象，屬于一種安全高效經(jīng)濟(jì)科學(xué)的開采新技術(shù)。
[0005]但是在切頂之前，采空區(qū)頂板的高壓態(tài)勢(shì)下，以及切頂過(guò)程中的較大振動(dòng)下如何保證巷道安全，防止巷道變形的技術(shù)目前還不成熟。尤其是具有中傾斜、頂板軟、煤層薄、與上覆煤層距離近等特點(diǎn)的采煤條件下，易受上覆煤層采動(dòng)影響及本層煤采動(dòng)影響，圍巖應(yīng)力作用明顯，大幅超過(guò)了巖石單軸抗壓強(qiáng)度，致使沿空巷道留設(shè)及維護(hù)過(guò)程中變形十分嚴(yán)重。
[0006]因此，如果能有效解決切頂之前以及切頂過(guò)程中的安全支護(hù)問(wèn)題，就能很好地完成在上述煤層條件下的沿空留巷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決在近距離傾斜煤層開采條件下的切頂之前以及切頂過(guò)程中的安全支護(hù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置。
[0008]本實(shí)用新型的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，由設(shè)置在采煤巷道12內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施，與設(shè)置在采空區(qū)I內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施構(gòu)成，切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在靠近巷道上幫處。
[0009]所述的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施為:在采煤巷道12內(nèi)設(shè)置有三排高支柱11，高支柱直立支撐在巷道底板10與巷道頂板7之間；在高支柱頂端與巷道頂板之間設(shè)置橫梁8;在巷道下幫設(shè)置有兩排錨桿13，分別打入巷道下幫的中部與下部;在巷道頂板設(shè)置有兩排錨索3，其中一排打入巷道頂板的中部，另一排靠近巷道上幫;在巷道上幫分布有三排錨桿13。
[0010]所述的切頂卸壓設(shè)施包括短支柱6、支撐柱4、矸石擋板5;支撐柱為工字鋼，排距為300mm?500mm，并支撐在采空區(qū)頂板與采空區(qū)底板之間，支撐柱頂端與采空區(qū)頂板之間設(shè)置墊板；
[0011]在支撐柱靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置矸石擋板5，矸石擋板5與支撐柱4向采煤巷道側(cè)傾斜，傾斜角度在2?5° ;
[0012]在支撐柱靠采煤巷道側(cè)設(shè)置短支柱6，短支柱的排距700mm?820mm;
[00?3]在采空區(qū)頂板的巖體內(nèi)設(shè)置有炮孔2，炮孔離矸石擋板1mm?150mm,并向采空區(qū)方向傾斜，以水平傾角65°?75°打入采空區(qū)頂板巖體內(nèi)。
[0014]如上所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，具體為，巷道下幫中部的錨桿13水平設(shè)置;巷道下幫下部的錨桿13向下傾斜設(shè)置。
[0015]如上所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，具體為，巷道上幫的三排錨桿13分別打入巷道上幫的上部、中部與下部，巷道上幫下部的錨桿向下傾斜設(shè)置，巷道上幫的上部與中部的銷桿13水平設(shè)置。
[0016]如上所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，具體為，所述的墊板為木板，矸石擋板5為水泥板。
[0017]如上所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，具體為，所述的高支柱11與短支柱6均為單體液壓支柱。
[0018]如上所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，具體為，所述的錨索長(zhǎng)度為5500mm；錨桿 13長(zhǎng)度為 1800mm。
[0019]如上所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，具體為，所述的炮孔2深度為3500mmo
[0020]有益效果:
[0021]采用本實(shí)用新型對(duì)采空區(qū)巷道進(jìn)行支護(hù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)巷旁充填沿空留巷，具有能消除充填體對(duì)下層鄰近煤層的應(yīng)力集中，降低下層煤開采困難，緩解采掘關(guān)系、簡(jiǎn)化施工工藝等諸多優(yōu)點(diǎn)。采用本技術(shù)后，沿空留巷頂板變形量較小，施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，從而有利于薄煤層的安全高效回采。
[0022]采用本技術(shù)后，巷道變形量很小，在礦壓穩(wěn)定階段40m后，巷道高度基本不變，說(shuō)明切頂卸壓預(yù)裂爆破成效較好。
[0023]本技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，采用的水泥背板成本很低，工字鋼可以采用廢舊鋼軌制作，在巷道變形穩(wěn)定后，單體液壓支柱可回收再次利用。因此，整個(gè)沿空留巷的成本是非常低的，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0025]圖2是本實(shí)用新型切頂卸壓設(shè)施設(shè)置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置包括兩部分，分別是:1、設(shè)置在采煤巷道12內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施;2、設(shè)置在采空區(qū)I內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施。
[0027]—、設(shè)置在采煤巷道12內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施為:
[0028]在采煤巷道12內(nèi)設(shè)置有三排高支柱11，高支柱直立支撐在巷道底板10與巷道頂板7之間;在高支柱頂端與巷道頂板之間設(shè)置橫梁8，橫梁為鋼梁或木梁均可，本實(shí)施例選擇用木梁，因?yàn)樵谙锏理敯逵形⒘孔冃螘r(shí)，木梁具有一定的緩沖作用。高支柱11為單體液壓支柱，高支柱分布在采煤巷道中，設(shè)置在巷道下幫處的高支柱離巷道下幫300mm，設(shè)置在采煤巷道中部的高支柱離巷道上幫1300mm，設(shè)置在巷道上幫處的高支柱離巷道上幫300mm。設(shè)置在巷道上幫處的高支柱排距為800mm，所謂的排距是指:順采煤巷道長(zhǎng)度方向的間距。設(shè)置在巷道下幫與巷道中部處的高支柱排距為1600_。
[0029]在巷道下幫設(shè)置有兩排錨桿13，錨桿排距2900mm，并分別打入巷道下幫的中部與下部。巷道下幫中部的錨桿13水平設(shè)置，下部的錨桿向下傾斜。
[0030]在巷道上幫分布有三排錨桿13，錨桿排距1400mm，并分別打入巷道上幫的上部、中部與下部，巷道上幫下部的錨桿向下傾斜設(shè)置，上部與中部的錨桿水平設(shè)置。
[0031]上述錨桿長(zhǎng)度均為1800mm。
[0032]在巷道頂板設(shè)置有兩排錨索3，其中一排打入巷道頂板的中部，排距為2700mm;另一排靠近巷道上幫，排距1450mm;上述的銷索長(zhǎng)度為5500mm。
[0033]二、設(shè)置在采空區(qū)I內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施。
[0034]如圖2所示，切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在靠近巷道上幫處，其結(jié)構(gòu)包括短支柱6、支撐柱4、矸石擋板5;短支柱6為單體液壓支柱，矸石擋板5為水泥板。支撐柱為工字鋼，并支撐在采空區(qū)頂板與采空區(qū)底板之間，支撐柱頂端與采空區(qū)頂板之間設(shè)置墊板，墊板為木板;在支撐柱靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置矸石擋板5，在支撐柱靠采煤巷道側(cè)設(shè)置短支柱6。在采空區(qū)頂板上設(shè)置有炮孔2，炮孔2深度為3500mm，炮孔離矸石擋板80mm,炮孔在巖體內(nèi)向采空區(qū)方向傾斜，即水平傾角70°打入采空區(qū)頂板巖體內(nèi)。
[0035]矸石擋板5與支撐柱4向采煤巷道側(cè)傾斜，傾斜角度在4°。
[0036]短支柱的排距800mm，水泥擋板為連續(xù)性的拼接搭建，支撐柱的排距為400mm。支撐柱采用廢舊鋼軌制作而成。
[0037]本實(shí)用新型設(shè)置在近距離傾斜煤層的開采條件下，所謂近距離是指在該開采煤層的下方有另一煤層待開采，如果煤層的頂板沒(méi)有管控好，在沿空留巷過(guò)程中頂板的壓力過(guò)大，會(huì)影響下方煤層的開采。在采煤巷道12的左側(cè)為剛開采完的采空區(qū)I，在采煤巷道的右側(cè)為本煤層的下一采區(qū)9。沿空留巷的目的為:將采煤巷道12作為本采區(qū)的機(jī)巷使用后，能留作下一采區(qū)9的風(fēng)巷，進(jìn)行通風(fēng)使用。因此，在具體開采過(guò)程中，需要作好巷道支護(hù)，安全完成沿空留巷。
[0038]本實(shí)用新型的搭建方過(guò)程為:在采煤工作面沒(méi)有到達(dá)之前，先在采煤巷道內(nèi)搭設(shè)好高支柱、巷道頂板的錨索，巷道上幫、巷道下幫的錨桿。在采煤工作面經(jīng)過(guò)后，隨即開出炮孔，裝填炸藥，并搭建好水泥背板、支撐柱4(廢舊鋼軌)、短支柱。在采煤工作面離開40米后，放炮，切頂卸壓。采空區(qū)頂板的矸石垮落后，由水泥背板與支撐柱進(jìn)行阻擋，防止竄入采煤巷道內(nèi)。切頂卸壓完成后，可以拆除所有的單體液壓支柱(高支柱、短支柱)。
[0039]上述為示例性說(shuō)明，不代表本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，由設(shè)置在采煤巷道(12)內(nèi)的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施，與設(shè)置在采空區(qū)(I)內(nèi)的切頂卸壓設(shè)施構(gòu)成，切頂卸壓設(shè)施設(shè)置在靠近巷道上幫處;其特征在于， 所述的加強(qiáng)支護(hù)設(shè)施為:在采煤巷道(12)內(nèi)設(shè)置有三排高支柱(11)，高支柱直立支撐在巷道底板(10)與巷道頂板(7)之間；在高支柱頂端與巷道頂板之間設(shè)置橫梁(8);在巷道下幫設(shè)置有兩排錨桿(13)，分別打入巷道下幫的中部與下部;在巷道頂板設(shè)置有兩排錨索(3)，其中一排打入巷道頂板的中部，另一排靠近巷道上幫；在巷道上幫分布有三排錨桿(13);巷道上幫的三排錨桿分別打入巷道上幫的上部、中部與下部，巷道上幫下部的錨桿向下傾斜設(shè)置，巷道上幫的上部與中部的錨桿水平設(shè)置； 所述的切頂卸壓設(shè)施包括短支柱(6)、支撐柱(4)、矸石擋板(5);支撐柱為工字鋼，排距為300mm?500mm，并支撐在采空區(qū)頂板與采空區(qū)底板之間，支撐柱頂端與采空區(qū)頂板之間設(shè)置墊板； 在支撐柱靠采空區(qū)側(cè)設(shè)置矸石擋板(5)，矸石擋板(5)與支撐柱(4)向采煤巷道側(cè)傾斜，傾斜角度在2?5° ; 在支撐柱靠采煤巷道側(cè)設(shè)置短支柱(6)，短支柱的排距700mm?820mm; 在采空區(qū)頂板的巖體內(nèi)設(shè)置有炮孔(2)，炮孔離矸石擋板1mm?150mm，并向采空區(qū)方向傾斜，以水平傾角65°?75°打入采空區(qū)頂板巖體內(nèi)；炮孔(2)深度為3500mm。2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，其特征在于，巷道下幫中部的錨桿水平設(shè)置;巷道下幫下部的錨桿(13)向下傾斜設(shè)置。3.如權(quán)利要求1所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，其特征在于，所述的墊板為木板，矸石擋板(5)為水泥板。4.如權(quán)利要求1所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，其特征在于，所述的高支柱(11)與短支柱(6)均為單體液壓支柱。5.如權(quán)利要求1所述的對(duì)采空區(qū)切頂卸壓的安全支護(hù)裝置，其特征在于，所述的錨索長(zhǎng)度為5500mm;銷桿長(zhǎng)度為1800mm。
【文檔編號(hào)】E21D20/00GK205477640SQ201521121719
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】劉小強(qiáng), 張國(guó)鋒, 張世源
【申請(qǐng)人】四川達(dá)竹煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司小河嘴煤礦