采煤巷道支护设施及施工方法技术

本发明专利技术公开了采煤巷道支护设施及施工方法，其中支护设施包括巷道上帮、巷道下帮、巷道顶板的锚杆、锚索、锚网。还包括在平直顶板铺设由纵横交织的钢筋组成的加强网。在弧形顶板处设置拱形顶梁，拱形顶梁的两个端头分别固定在平直顶板和巷道上帮。本发明专利技术的施工包括安装锚杆\锚索\锚网；平直顶板下挂设加强网；弧形顶板下方安装拱形梁等步骤。本发明专利技术加强了巷道容易变形的弧形顶板，巷道上帮的支护，利用平直顶板顶板段移动速度较小，变形小的特点，将部分弧形顶板的变形压力通过拱形梁分散到平直顶板，保持巷道受力平衡。并通过设置加强网保证平直顶板完整。本发明专利技术调节锚杆锚索受轴力，总体布置巷道内的锚杆与锚索，使用巷道支护平衡。衡。衡。

【技术实现步骤摘要】
采煤巷道支护设施及施工方法


[0001]本专利技术涉及到一种采煤技术，尤其是对采煤巷道的支护技术。

技术介绍

[0002]对于厚度约1米的薄煤层急倾斜煤层，为配合回采技术，采煤巷道均掘进在煤层中，为半煤巷道。半煤巷道的截面中，由弧形顶板段和平直顶板段构成。其中，掘开煤层截面为的弧形顶板，弧形顶板以煤层为主，由于煤层较为脆弱，掘进后容易垮落，从而设置为弧形(拱顶形)，以更好地应对顶板变形。其中，平直顶板沿伪顶下表面设置，伪顶岩层完整，容易保持，不容易变形。巷道上帮和巷道下帮竖直，在弧形顶板一侧为巷道上帮，靠平直顶板侧为巷道下帮。
[0003]急倾斜薄煤层的回采巷道力学情况如下：
[0004]从巷道周围竖直应力场分布规律分析，巷道上帮存在明显的竖直应力和水平应力集中，如果支护强度不足，则容易变形。
[0005]整个巷道上帮和顶板顺岩层倾向发生错动，平直顶板段一侧在顶板保护完整的情况下移动速度较小。
[0006]从锚杆锚索受轴力情况来看，顶板伪顶附近的锚杆锚索、上帮锚索和下帮锚杆存在较大的拉应力；从锚杆锚索受剪切力情况来看顶板伪顶附近的锚杆锚索、上帮锚索和下帮锚杆存在较大的剪应力，如果支护强度不足，则容易变形。
[0007]从巷道围岩塑性破坏情况分析，破坏主要发生在弧形段顶板、上帮。
[0008]我国西南一带较多急倾斜薄煤层，如果回采巷道支护强度偏低，则不能有效控制巷道变形，在回采期间巷道顶底板和两帮变形量大、支护困难，工作面回采期间该问题尤其突出，该类巷道的围岩控制成为制约矿山安全高效生产的主要因素，因此急需对回采巷道现有的支护方案进行改革，以促进安全生产，提高矿山经济效益。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供了采煤巷道支护设施及施工方法。
[0010]其中，本专利技术的采煤巷道支护设施，设置在采煤巷道中，所述采煤巷道为设置在急倾斜薄煤层中的半煤巷，具有沿伪顶下表面设置的平直顶板及掘开煤层截面的弧形顶板。巷道上帮竖直设置在弧形顶板与巷道底板之间，巷道下帮竖直设置在平直顶板与巷道底板之间。
[0011]包括设置在巷道上帮、巷道下帮、巷道顶板的锚杆、锚索，以及挂设在锚杆\锚索尾端并部分履盖巷道壁的锚网。
[0012]所述的平直顶板向岩体内打入一排锚索与四排锚杆，并透入老顶。
[0013]弧形顶板与巷道上帮均向岩体内打入两排锚索和三排锚杆。
[0014]所述的巷道下帮向岩体内打入两排锚杆。
[0015]在弧形顶板和巷道上帮连接处向岩体内打入一排锚杆。
[0016]在巷道上帮、弧形顶板铺设锚网，锚网挂设于各锚杆\锚索的尾端。
[0017]平直顶板铺设由纵横交织的钢筋组成的加强网，钢筋的两端挂设在锚杆\锚索的尾端。
[0018]在弧形顶板处的锚网下表面，设置有拱形顶梁，拱形顶梁的两个端头分别固定在平直顶板和巷道上帮。拱形顶梁由至少两段组成，包括拱梁左段和拱梁右段，拱梁左段和拱梁右段通过活动接头铰接并可相对旋转，其旋转的范围为拱梁左段和拱梁右段在下方夹角小于180
°
。
[0019]如上所述的采煤巷道支护设施，更进一步说明为，所述的平直顶板向岩体内打入的一排锚索设置在平直顶板中央并与平直顶板垂直，平直顶板向岩体内打入的四排锚杆等间距分布在平直顶板上，其中三排锚杆与平直顶板垂直，靠近弧形顶板处的一排锚杆向弧形顶板方向倾斜。
[0020]所述的弧形顶板的两排锚索均匀分布在弧形顶板，并向平直顶板倾斜。弧形顶板的三排锚杆均匀分布在弧形顶板上，锚杆与弧形顶板的弧形切线垂直。
[0021]所述的巷道上帮的两排锚索均匀分布在巷道上帮，靠近巷道底板的锚索向巷道底板方向倾斜。靠近巷道顶板的锚索向巷道顶板方向倾斜。巷道上帮的三排锚杆等间距均匀分布在巷道上帮，中间的锚杆垂直于巷道上帮。靠近巷道底板的锚杆向巷道底板方向倾斜。靠近巷道顶板的锚杆向巷道顶板方向倾斜。
[0022]所述的巷道下帮的两排锚杆均匀分布在巷道下帮。靠近巷道底板的锚杆向巷道底板方向倾斜。靠近巷道顶板的锚杆向巷道顶板方向倾斜。
[0023]过弧形顶板的弧线两端点之间作虚拟连接线，虚拟连接线与巷道上帮构成夹角，在巷道顶板和巷道上帮连接处的锚杆沿所述夹角的角平分线方向打入岩体。
[0024]如上所述的采煤巷道支护设施，更进一步说明为，所述锚网自巷道上帮和巷道顶板连接处开始铺设，覆盖弧形顶板后，延伸至平直顶板中的靠近弧形顶板的一排锚杆尾端处结束。锚网挂设于各锚杆\锚索的尾端。
[0025]如上所述的采煤巷道支护设施，更进一步说明为，所述的钢筋的两端设置拉钩，锚杆\锚索尾端挂设有方形托盘，托盘为垂直于锚索及锚杆的平板，托盘的四角处垂直向上设置有若干立柱。立柱的上端为扎入岩体的锥尖。拉钩搭接在立柱上。
[0026]所述的相邻且平行的两根钢筋之间设置有加强筋。所述的加强筋由两端的连接拉钩，以及将两端的连接拉钩连接的连接器构成。连接拉钩的前端为钩，后端为螺杆，连接器为内螺套筒，内螺套筒的左右两端分别设置左旋螺纹和右旋螺纹。
[0027]如上所述的采煤巷道支护设施，更进一步说明为，所述的拱形顶梁由靠近平直顶板一端为拱梁右段，及靠近巷道上帮一端的拱梁左段构成。
[0028]将弧形顶板的弧形长度平均分为四分，拱梁右段与拱梁左段铰接处设置在靠近平直顶板的四分之一处至四分之二处之间的任意一位置。
[0029]所述的铰接处设置有使拱梁左段和拱梁右段在下方的夹角小于180
°
的限位卡。
[0030]拱梁左段的尾端设置有与巷道顶板和巷道上帮夹角一致的转角，使拱梁左段的尾端贴在巷道上帮壁面，
[0031]拱形顶梁上设置有多个锚杆\锚索挂孔，用于将拱形顶梁与相应处的锚杆\锚索的尾端进行固定。
[0032]如上所述的采煤巷道支护设施，更进一步说明为，在靠近弧形顶板与平直顶板相交处的平直顶板内嵌入有拱梁套筒，拱梁右段的端头为弯头，弯头插入到拱梁套筒内。
[0033]在平直顶板内设置有安装拱梁套筒的套筒嵌入孔，在套筒嵌入孔内打入锚索至老顶。
[0034]在拱梁套筒内设置有大致垂直于锚索的固定面，锚索的尾端拉在固定面上，
[0035]在拱梁套筒周围设置有使拱梁套筒粘接于套筒嵌入孔内的粘接层。
[0036]其中，本专利技术提供的采煤巷道支护设施的施工方法，用于施工权利上述
技术实现思路
中的采煤巷道支护设施，具体步骤如下：
[0037](1)、在掘进巷道后，将巷道顶部裸露的岩体进行临时支护。然后在弧形顶板打入锚杆\锚索孔。
[0038](2)、在平直顶板内靠近弧形顶板与平直顶板相交处打入套筒嵌入孔，再由套筒嵌入孔的孔底向老顶打入锚索孔。
[0039](3)、在步骤(1)中打入的锚杆\锚索孔中设置锚杆和锚索，并在步骤(2)中打入的锚索孔中设置锚索。在弧形顶板的锚杆\锚索尾端挂设锚网。
[0040](4)、套筒嵌入孔中的锚索尾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.采煤巷道支护设施，设置在采煤巷道中，所述采煤巷道为设置在急倾斜薄煤层中的半煤巷，具有沿伪顶下表面设置的平直顶板及掘开煤层截面的弧形顶板；巷道上帮竖直设置在弧形顶板与巷道底板之间，巷道下帮竖直设置在平直顶板与巷道底板之间；包括设置在巷道上帮、巷道下帮、巷道顶板的锚杆、锚索，以及挂设在锚杆\锚索尾端并部分履盖巷道壁的锚网；其特征在于，所述的平直顶板向岩体内打入一排锚索与四排锚杆，并透入老顶；弧形顶板与巷道上帮均向岩体内打入两排锚索和三排锚杆；所述的巷道下帮向岩体内打入两排锚杆；在弧形顶板和巷道上帮连接处向岩体内打入一排锚杆；在巷道上帮、弧形顶板铺设锚网，锚网挂设于各锚杆\锚索的尾端；平直顶板铺设由纵横交织的钢筋组成的加强网，钢筋的两端挂设在锚杆\锚索的尾端；在弧形顶板处的锚网下表面，设置有拱形顶梁，拱形顶梁的两个端头分别固定在平直顶板和巷道上帮；拱形顶梁由至少两段组成，包括拱梁左段和拱梁右段，拱梁左段和拱梁右段通过活动接头铰接并可相对旋转，其旋转的范围为拱梁左段和拱梁右段在下方夹角小于180
°
。2.如权利要求1所述的采煤巷道支护设施，其特征在于，所述的平直顶板向岩体内打入的一排锚索设置在平直顶板中央并与平直顶板垂直，平直顶板向岩体内打入的四排锚杆等间距分布在平直顶板上，其中三排锚杆与平直顶板垂直，靠近弧形顶板处的一排锚杆向弧形顶板方向倾斜；所述的弧形顶板的两排锚索均匀分布在弧形顶板，并向平直顶板倾斜；弧形顶板的三排锚杆均匀分布在弧形顶板上，锚杆与弧形顶板的弧形切线垂直；所述的巷道上帮的两排锚索均匀分布在巷道上帮，靠近巷道底板的锚索向巷道底板方向倾斜；靠近巷道顶板的锚索向巷道顶板方向倾斜；巷道上帮的三排锚杆等间距均匀分布在巷道上帮，中间的锚杆垂直于巷道上帮；靠近巷道底板的锚杆向巷道底板方向倾斜；靠近巷道顶板的锚杆向巷道顶板方向倾斜；所述的巷道下帮的两排锚杆均匀分布在巷道下帮；靠近巷道底板的锚杆向巷道底板方向倾斜；靠近巷道顶板的锚杆向巷道顶板方向倾斜；过弧形顶板的弧线两端点之间作虚拟连接线，虚拟连接线与巷道上帮构成夹角，在巷道顶板和巷道上帮连接处的锚杆沿所述夹角的角平分线方向打入岩体。3.如权利要求1所述的采煤巷道支护设施，其特征在于，所述锚网自巷道上帮和巷道顶板连接处开始铺设，覆盖弧形顶板后，延伸至平直顶板中的靠近弧形顶板的一排锚杆尾端处结束；锚网挂设于各锚杆\锚索的尾端。4.如权利要求1所述的采煤巷道支护设施，其特征在于，所述的钢筋的两端设置拉钩，锚杆\锚索尾端挂设有方形托盘，托盘为垂直于锚索及锚杆的平板，托盘的四角处垂直向上设置有若干立柱；立柱的上端为扎入岩体的锥尖；拉钩搭接在立柱上；所述的相邻且平行的两根钢筋之间设置有加强筋；所述的加强筋由两端的连接拉钩，以及将两端的连接拉钩连接的连接器构成；连接拉钩的前端为钩，后端为螺杆，连接器为内螺套筒，内螺套筒的左右两端分别设置左旋螺纹和右旋螺纹。5.如权利要求1所述的采煤巷道支护设施，其特征在于，所述的拱形顶梁由靠近平直顶
板一端为拱梁右段，及靠近巷道上帮一端的拱梁左段构成；将弧形顶板的弧形长度平均分为四分，拱梁右段与拱梁左段铰接处设置在靠近平直顶板的四分之一处至四分之二处之间的任意一位置；所述的铰接处设置有使拱梁左段和拱梁右段在下方的夹角小于180
°
的限位卡；拱梁左段的尾端设置有与巷道顶板和巷道上帮夹角一致的转角，使拱梁左段的尾端贴在巷道上帮壁面，拱形顶梁上设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：何智，邓学勇，康虹，何攀，冯军成，刘华君，郭德全，何斌，廖孝东，刘新洋，
申请(专利权)人：四川广旺能源发展集团有限责任公司赵家坝煤矿，
类型：发明
国别省市：