一种一次掘进留设双巷采掘作业生产线制造技术

本发明专利技术公开了一种一次掘进留设双巷采掘作业生产线，在回采工作面巷道掘进时单巷开掘后紧跟掌子面后部由灌筑砼人工煤柱支护的中隔墙将单巷分成一侧为顺槽、另一侧为沿空留巷两个巷道，两个巷道内设置掘进机、胶带排矸运输机；所述的掌子面后部设有连通顺槽和沿空留巷的连通巷，顺槽、沿空留巷和连通巷共同构成U型通风，连通巷内设置超前支护自移式模板液压拉架支护装置，超前支护自移式模板液压拉架支护装置后端与中隔墙对接。本一次掘进留设双巷采掘作业生产线易于施工、安全可靠、节约成本，不仅将沿空留巷和回采顺槽一次采掘和支护施工完成，而且能够实现巷道通风，可满足超前支承压力和采后峰值压力的多重采动影响的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种一次煤矿采掘作业生产线，具体是一种适用于矿山井下开采回采巷道、上下山巷道等采区巷道砼浇注和充填墙体的一次掘进留设双巷采掘作业生产线，属于煤矿井下开采

技术介绍
沿着采空区边缘在原顺槽位置留巷的做法称为沿空留巷，沿空留巷具有回采率高、减少冲击地压、降低巷道掘进率、巷道后期维护费用少等优点，沿空留巷包括留设宽煤柱、窄煤柱和无煤柱开采技术，为了减少煤层开采区域的轨道巷和运输巷之间的煤柱损失，提高煤炭资源回采率可采用无煤柱开采技术，即在采煤过程中不留护巷煤柱而用其他方式维护巷道的开采技术。目前沿空留巷包括钢筋混凝土支座维护巷道、充填带维护巷道、密集支护维护巷道、垛维护巷道、柔模充填体等，其实质是将已开采工作面的后方回采巷道采用木垛、砌筑矸石带、充填混凝土等方法使其巷道留设下来，作为下一个采面的回采巷道使用，但这些传统的沿空留巷技术存在以下不足：①成本高、适用性差、工艺复杂、切顶效果不佳、墙体片帮严重、稳定性差，坑木消耗量大；②在回采巷道掘进期间巷道通风差，影响施工接续、工作人员煤尘吸入量大、炮眼不易排出等；③采用紧随回采面充填巷旁混凝土墙体的方法，给回采工作面正常生产带来影响，相互干扰；④浇注混凝土人工充填墙体往往需要架模和拆模工作，增加工人劳动强度，无可移动式浇注模板；⑤在煤层开采期间，采煤面受到超前支承压力的影响，巷道发生片帮和严重变形，导致巷道被压垮或者充填墙体向采空区或巷道内严重挤压变形甚至剧烈地滑移现象，巷道净断面缩小，影响巷道正常使用，返修工作艰难，且影响辅助运输和通风。为解决以上问题，现有加固和砌筑充填墙体主要方法有：采用高标号高强度的水泥、改进充填墙体材料配置、充填墙体外侧增设单体液压支护(砼支护、木支柱)等手段，这些手段虽然可以部分改善充填墙体的变形和滑移，但是不能从根本上解决问题，均属于被
动支撑技术方法；另外，在通风问题上，现有技术仍采用传统局扇通风方式，即风筒进风、巷道出污风，无法解决通风问题，因此，如何有效控制和保证充填砼墙体的安全稳定性和减少墙体的变形、提高其自身自承能力、实质上解决巷道通风难等问题是目前需继续解决的重大安全生产技术难题。总之，现有采用的沿空留巷技术，无论从墙体构筑支护设计思路还是从通风问题上依然存在不合理性，大多巷道施工要么将沿空留巷和顺槽分开掘进不能合理利用一条运输皮带排矸石、要么将回采采面采前巷道掘进与采后留巷互相独立，没有沿空留巷和顺槽施工视为一项整体系统工程、无法全盘考虑，导致沿空留巷墙体在超前支承压力和采后峰值压力的多重采动影响下，巷道无法正常使用，致使沿空留巷效果达不到预期的效果，甚至返修成本远高于掘进和留设煤柱的成本。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种一次掘进留设双巷采掘作业生产线，能够实现易于施工、安全可靠、节约成本，不仅统筹设计将沿空留巷和回采顺槽一次采掘和支护施工完成，能够提供较大的沿空留巷巷旁支护的整体支护强度、并实现巷道通风，可满足超前支承压力和采后峰值压力的多重采动影响的要求。为实现上述目的，本一次掘进留设双巷采掘作业生产线在回采工作面巷道掘进时单巷开掘后紧跟掌子面后部由灌筑砼人工煤柱支护的中隔墙将单巷分成一侧为顺槽、另一侧为沿空留巷两个巷道，两个巷道内设置掘进机、胶带排矸运输机；所述的掌子面后部设有连通顺槽和沿空留巷的连通巷，顺槽、沿空留巷和连通巷共同构成U型通风，连通巷内设置超前支护自移式模板液压拉架支护装置，超前支护自移式模板液压拉架支护装置后端与中隔墙对接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的自移式模板液压拉架支护装置包括∏型充填灌注可移动式模板、中隔墙超前支护自移式液压支架和可移动式刮板机；∏型充填灌注可移动式模板包括位于侧面的模板侧面和位于前面的模板正面，模板侧面上设有具有单向进浆挡板的注浆孔，模板正面上设有模板门。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的∏型充填灌注可移动式模板内置中隔墙内加固网，并由吊挂铁丝悬吊于巷道顶板的锚网或锚杆上。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的中隔墙内加固网是塑料网、或纤维网、或钢筋
网、或钢筋纤维网。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的中隔墙内设置抵抗墙体位移变形的滑动装置和水平方向设置的预应力锚固装置。作为本专利技术抵抗墙体位移变形滑动装置的一种实施方式，所述的抵抗墙体位移变形滑动装置包括顶板抗滑加固锚杆、底板抗滑加固锚杆、顶板抗滑加固锚杆钻孔、底板抗滑加固锚杆钻孔、顶板扩孔、底板扩孔、顶底对接套管、型加强筋、绑扎铁丝和横向加强拉筋；板抗滑加固锚杆、顶板抗滑加固锚杆钻孔、顶板扩孔对应中隔墙设置在顶板上；底板抗滑加固锚杆、底板抗滑加固锚杆钻孔、底板扩孔对应中隔墙设置在底板上；型加强筋设置为多件，多件型加强筋对称竖直设置并通过绑扎铁丝进行固定，且多件型加强筋通过顶底对接套管与顶板抗滑加固锚杆和底板抗滑加固锚杆连接；横向加强拉筋横向钩挂固定设置在型加强筋之间。作为本专利技术水平方向设置的预应力锚固装置的一种实施方式，所述的水平方向设置的预应力锚固装置是先张法预应力锚固装置，包括先张螺纹拉筋、先张拉筋套管、先张拉筋锚具或螺母、止浆垫片和对接短锚杆；先张螺纹拉筋水平设置，先张螺纹拉筋的两端通过先张拉筋套管与穿过模板侧面的对接短锚杆连接，对接短锚杆通过止浆垫片和先张拉筋锚具或螺母固定安装在模板侧面上。作为本专利技术的进一步改进方案，在沿空留巷中设置沿空留巷超前支护自移式液压支架、或单体支柱、或钢拱架棚支护。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的中隔墙的纵截面为矩形、或梯形、或微拱形结构。与现有技术相比，本一次掘进留设双巷采掘作业生产线①将一条巷道开掘后采用一分二的巷道留设方式，对掘进期间改善通风极为有利；②少开掘一条回采巷道，节省大量人力资源，减少采煤工作面准备时间，缓解了采掘工作接续紧张问题；③取消了区段煤柱，采用人工构筑砼墙结构，完全实现无煤柱开采，提高了煤炭回采率，充分开发了宝贵的煤炭资源；④砼人工墙体的中隔墙采用中隔墙内设置抵抗墙体位移变形滑动装置和水平方向先张
法预应力锚固装置两大系统，提供了中隔墙体更高的刚度和密实度，很好地支撑和维护顶底板的稳定性能，较好地抵抗超前支承压力和采后峰值压力的多重采动影响仍保持墙体稳定，减少自然发火；⑤中隔墙内灌注混凝土采用∏型充填灌注可移动式模板，取消了架模板和拆模板环节，减少工人劳动强度，节省工序衔接时间；⑥混凝土泵送站可位于沿空留巷内，由沿空留巷超前支护自移式液压支架牵引，无需人工通过倒链等手段移动，降低劳动强度、提高功效，操作简单方便，安全可靠。⑦通过本专利技术的实施，把整个墙体和顶底板结合成整体，有效地控制巷道围岩的变形，提高砼人工墙体整体稳定性，保障工作面采后沿空留巷成功留设，安全实用。附图说明图1是本专利技术采用掘进方式一时的平面布置结构示意图；图2是本专利技术采用掘进方式二时的平面布置结构示意图；图3是本专利技术的待充填砼段的正面示意图、图1和图2的C-C断面示意图；图4是本专利技术的已充填砼段的正面示意图、图1和图2的D-D断面示意图；图5是图3的A-A断面示意图；图6是图3的B-B断面示意图；图7是本专利技术∏型充填灌注可移动式模板的三维结构示意图。图中：1、锚索，2、顶锚杆，3、顶板网，4、帮锚杆，5、帮部网，6、顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，在回采工作面巷道掘进时单巷开掘后紧跟掌子面后部由灌筑砼人工煤柱支护的中隔墙(37)将单巷分成一侧为顺槽(36)、另一侧为沿空留巷(35)两个巷道，两个巷道内设置掘进机、胶带排矸运输机；所述的掌子面后部设有连通顺槽和沿空留巷的连通巷，顺槽(36)、沿空留巷(35)和连通巷共同构成U型通风，连通巷内设置超前支护自移式模板液压拉架支护装置，超前支护自移式模板液压拉架支护装置后端与中隔墙对接。

【技术特征摘要】
1.一种一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，在回采工作面巷道掘进时单巷开掘后紧跟掌子面后部由灌筑砼人工煤柱支护的中隔墙(37)将单巷分成一侧为顺槽(36)、另一侧为沿空留巷(35)两个巷道，两个巷道内设置掘进机、胶带排矸运输机；所述的掌子面后部设有连通顺槽和沿空留巷的连通巷，顺槽(36)、沿空留巷(35)和连通巷共同构成U型通风，连通巷内设置超前支护自移式模板液压拉架支护装置，超前支护自移式模板液压拉架支护装置后端与中隔墙对接。2.根据权利要求1所述的一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，所述的自移式模板液压拉架支护装置包括∏型充填灌注可移动式模板(21)、中隔墙超前支护自移式液压支架(28)和可移动式刮板机(29)；∏型充填灌注可移动式模板(21)包括位于侧面的模板侧面(21-1)和位于前面的模板正面(21-2)，模板侧面(21-1)上设有具有单向进浆挡板(23)的注浆孔(22)，模板正面(21-2)上设有模板门(40)。3.根据权利要求2所述的一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，所述的∏型充填灌注可移动式模板(21)内置中隔墙内加固网(20)，并由吊挂铁丝(25)悬吊于巷道顶板的锚网或锚杆上。4.根据权利要求3所述的一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，所述的中隔墙内加固网(20)是塑料网、或纤维网、或钢筋网、或钢筋纤维网。5.根据权利要求2所述的一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，所述的中隔墙(37)内设置抵抗墙体位移变形的滑动装置和水平方向设置的预应力锚固装置。6.根据权利要求5所述的一次掘进留设双巷采掘作业生产线，其特征在于，所述的抵抗墙体位移变形滑动装置包括顶板抗滑加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昂，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61