一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法技术

本发明专利技术公开了一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，包括如下步骤：在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道，待顺槽巷道开掘完毕，布置采煤工作面；采煤工作面开采前，超前安装预应力锚杆、锚索和锚网，预先加固顺槽巷道顶板和煤壁；随着采煤工作面的推进，超前定向爆破直接顶；预先置平顺槽巷道的顶板；待上一采煤工作面推过后，直接顶沉降至底成巷帮墙体后，安装柔帘密封装置；待下一采煤工作面推过后，撤出上述的柔帘密封装置，供下一条顺槽巷道使用。本发明专利技术尤其适用于顶板起伏较大的巷道，采用柔性块体和柔性帘布密封巷道，可实现对巷道顶板压力的完全让压效果，保证了巷道与采空区不串风，巷道与采空区的密封效果好，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无煤柱断顶成巷密封
，尤其涉及一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法。
技术介绍
采用传统煤柱护巷的开采方法浪费了大量的煤炭资源，并且在煤柱上积聚了大量压缩弹性能，容易引发冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害，因此，无煤柱开采技术成为煤矿开采发展的方向。无煤柱沿空留巷工艺需在采空区侧构筑混凝土巷帮墙体，不仅在巷帮墙体形成应力集中，而且浪费了大量成本。无煤柱切顶成巷技术，采用爆破超前预裂直接顶，在采场周期来压作用下，直接顶沉降至底形成巷帮，隔绝采空区，克服了沿空留巷中出现的诸多缺点。在无煤柱切顶成巷技术中，巷道与老塘(采空区)的隔绝密封，是巷道成功保留的关键。现场实施过程中，为了保证巷道与采空区不串风，往往需要采用槽钢加固巷帮，再向巷帮大量注浆的工艺。若喷浆过多，不仅浪费了大量成本，还消耗大量时间，影响工作面及时接替，若喷浆不足，则不能保证巷道与老塘彻底隔绝，串风问题难以解决。由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
技术实现思路
本专利技术为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，包括如下步骤：步骤一，在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道，待顺槽巷道开掘完毕，布置采煤工作面；步骤二，采煤工作面开采前，在顺槽巷道顶板上安装预应力锚索，在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装锚网，在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装用于固定锚网的预应力锚杆，预先加固顺槽巷道顶板和煤壁；步骤三，随着采煤工作面的推进，超前定向爆破直接顶；步骤四，预先置平顺槽巷道的顶板；步骤五，待上一采煤工作面推过后，直接顶沉降至底成巷帮墙体后，安装柔帘密封装置；步骤六，待下一采煤工作面推过后，撤出上述的柔帘密封装置，供下一条顺槽巷道使用。所述步骤二中，锚杆使用的预应力锚杆，锚索使用的是预应力锚索，锚杆的数量根据顶板岩性、破碎程度取值，锚索的数量均根据公式求得，其中，n为锚索的数量，N锚每根锚索所能承受的重量，h直为直接顶厚度，l1为切顶后直接顶宽度，l2为切顶后直接顶长度，ρ直为直接顶密度，所述锚索的长度大于直接顶的厚度，锚索的底端与顺槽巷道的顶板相连，锚索的顶端设置在基本顶的岩梁内。所述步骤三中，采煤工作面在开采前，沿首采工作面的煤壁一侧打爆破钻孔，并安装炸药，进行直接顶的定向爆破预裂切缝，所述爆破钻孔的数量及间距依据直接顶的岩性和厚度确定，爆破钻孔的深度为直接顶的厚度；同时，在靠近顺槽巷道顶板的裂缝处架设一排单体液压支柱。所述步骤四中，沿平行于切缝线的方向预先置平顺槽巷道顶板，置平区域的宽度为30cm，置平区域距离且风险20cm；顺槽巷道顶板上凸起的地方需要凿岩，凹陷的地方预先喷浆，使顺槽巷道顶板尽量平整，顺槽巷道顶板的整体粗糙度不大于5cm。所述步骤五中，随着采煤工作面的推进，在周期来压作用下，采空区的顶板下落，爆破预切的直接顶的顶板沿预切缝沉降至顺槽巷道外底板，此时开始安装柔帘密封装置，该柔帘密封装置包括在沿空留巷时对顺槽巷道进行密封的密封机构、为密封机构提供支撑力的支撑机构以及带动密封机构、支撑机构沿顺槽巷道高度方向做升降运动的升降机构，密封机构包括柔性帘布，支撑机构包括支撑架及设置在支撑架上方的支撑块，柔性帘布的顶端围包在支撑块上并与顺槽巷道顶板贴合接触，柔性帘布的底端与顺槽巷道底板贴合接触，升降机构包括升降支架，升降支架设置在支撑架的下方并与支撑架相连，所述升降支架包括底座和顶架，底座和顶架之间设置有两组叠放的内外叉杆架，所述升降支架还包括能够带动内、外叉杆架做升降运动的顶升液压缸；两组所述内外叉杆架均包括内叉杆架和外叉杆架，两组内外叉杆架中位于下方的内叉杆架包括两根相互平行的第一叉杆，两根第一叉杆的底端通过第一同步杆相连，两根第一叉杆的顶端通过第二同步杆相连，且两根第一叉杆的底端均与底座转动连接；两组内外叉杆架中位于下方的外叉杆架包括两根相互平行的第二叉杆，两根第二叉杆的底端通过第三同步杆相连，两根第二叉杆的顶端通过第四同步杆相连，且两根第二叉杆的底端与底座之间为动连接；两组内外叉杆架中位于上方的内叉杆架包括两根相互平行的第三叉杆，两根第三叉杆的底端通过第五同步杆相连，两根第三叉杆的顶端通过第六同步杆相连，两根第三叉杆的底端与对应的两根第二叉杆的顶端通过销轴相互铰接，且两根第三叉杆的顶端与顶架之间为动连接；两组内外叉杆架中位于上方的外叉杆架包括两根相互平行的第四叉杆，两根第四叉杆的底端通过第七同步杆相连，两根第四叉杆的顶端通过第八同步杆相连，两根第四叉杆的底端与对应的两根第一叉杆的顶端通过销轴相互铰接，且两根第四叉杆的顶端与顶架转动连接；两组内外叉杆架中位于下方的内叉杆架和外叉杆架的中部通过销轴相互铰接，两组内外叉杆架中位于上方的内叉杆架和外叉杆架的中部通过销轴相互铰接；所述顶升液压缸的底端通过定位座安装在第三同步杆上，顶升液压缸的底端与定位座转动连接，顶升液压缸内的活塞杆的顶端通过传动座与第五同步杆相连，传动座包括设置在第五同步杆上的传动板，顶升液压缸内的活塞杆的顶端与传动板转动连接；所述底座的顶端面的两侧分别设置有供两根第二叉杆滑动的下导轨，两根第二叉杆的底端的相向外侧分别固连有下滑杆，下滑杆放置在下导轨内并能够沿下导轨滑动；所述顶架的底端面的两侧分别设置有供两根第三叉杆滑动的上导轨，两根第三叉杆的顶端的相向外侧分别固连有上滑杆，上滑杆放置在上导轨内并能够沿上导轨滑动；所述柔帘密封装置还包括行走机构，行走机构包括多个设置在底座下方的行走轮，所述底座的一侧设置有两根相互平行的稳衡杆，稳衡杆的一端与底座固连、另一端设置有垂直于顺槽巷道底板的定位套筒，定位套筒内配置有定位钢钉；所述支撑架呈长方体框架结构，支撑架包括底框、顶框及用于连接顶、底框的四根相互平行的楞柱，所述顶架的顶端两侧设置有能够容纳底框的两根长边的第一凹槽，底框的两根长边的长度不小于凹槽的长度，各楞柱的底端均设置有第一限位凸块；所述支撑架的上方设置有托架，托架位于支撑架与支撑块之间，托架呈长方体框架结构，托架内设置有凹台，支撑块放置在凹台内，所述顶框的顶端两侧设置有能够容纳托架的两根长边的第二凹槽，托架的底端面上设置有若干个第二限位凸块，其中，四个第二限位凸块为一组配合形成能够对顶框进行限位的限位槽；所述凹台内均布有若干根相互平行的钢条，托架远离柔性帘布的一侧沿托架的长度方向设置有若干个用于钩挂柔性帘布的挂钩，柔性帘布的上部绕过支撑块后挂固于托架的挂<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道，待顺槽巷道开掘完毕，布置采煤工作面；步骤二，采煤工作面开采前，在顺槽巷道顶板上安装预应力锚索，在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装锚网，在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装用于固定锚网的预应力锚杆，预先加固顺槽巷道顶板和煤壁；步骤三，随着采煤工作面的推进，超前定向爆破直接顶；步骤四，预先置平顺槽巷道的顶板；步骤五，待上一采煤工作面推过后，直接顶沉降至底成巷帮墙体后，安装柔帘密封装置；步骤六，待下一采煤工作面推过后，撤出上述的柔帘密封装置，供下一条顺槽巷道使用。

【技术特征摘要】
1.一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道，待顺槽巷道开掘完毕，布置采
煤工作面；
步骤二，采煤工作面开采前，在顺槽巷道顶板上安装预应力锚索，在煤壁和顺槽巷道的
顶板上安装锚网，在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装用于固定锚网的预应力锚杆，预先加固顺
槽巷道顶板和煤壁；
步骤三，随着采煤工作面的推进，超前定向爆破直接顶；
步骤四，预先置平顺槽巷道的顶板；
步骤五，待上一采煤工作面推过后，直接顶沉降至底成巷帮墙体后，安装柔帘密封装置；
步骤六，待下一采煤工作面推过后，撤出上述的柔帘密封装置，供下一条顺槽巷道使用。
2.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，其特征在于，所述步骤
二中，锚杆使用的预应力锚杆，锚索使用的是预应力锚索，锚杆的数量根据顶板岩性、破碎
程度取值，锚索的数量均根据公式求得，其中，n为锚索的数量，N锚每根锚索
所能承受的重量，h直为直接顶厚度，l1为切顶后直接顶宽度，l2为切顶后直接顶长度，ρ直为
直接顶密度，所述锚索的长度大于直接顶的厚度，锚索的底端与顺槽巷道的顶板相连，锚索
的顶端设置在基本顶的岩梁内。
3.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，其特征在于，所述步骤
三中，采煤工作面在开采前，沿首采工作面的煤壁一侧打爆破钻孔，并安装炸药，进行直接
顶的定向爆破预裂切缝，所述爆破钻孔的数量及间距依据直接顶的岩性和厚度确定，爆破钻
孔的深度为直接顶的厚度；同时，在靠近顺槽巷道顶板的裂缝处架设一排单体液压支柱。
4.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，其特征在于，所述步骤
四中，沿平行于切缝线的方向预先置平顺槽巷道顶板，置平区域的宽度为30cm，置平区域距
离且风险20cm；顺槽巷道顶板上凸起的地方需要凿岩，凹陷的地方预先喷浆，使顺槽巷道顶
板尽量平整，顺槽巷道顶板的整体粗糙度不大于5cm。
5.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法，其特征在于，所述步骤
五中，随着采煤工作面的推进，在周期来压作用下，采空区的顶板下落，爆破预切的直接顶
的顶板沿预切缝沉降至顺槽巷道外底板，此时开始安装柔帘密封装置，该柔帘密封装置包括
在沿空留巷时对顺槽巷道进行密封的密封机构、为密封机构提供支撑力的支撑机构以及带动
密封机构、支撑机构沿顺槽巷道高度方向做升降运动的升降机构，密封机构包括柔性帘布，
支撑机构包括支撑架及设置在支撑架上方的支撑块，柔性帘布的顶端围包在支撑块上并与顺

\t槽巷道顶板贴合接触，柔性帘布的底端与顺槽巷道底板贴合接触，升降机构包括升降支架，
升降支架设置在支撑架的下方并与支撑架相连，所述升降支架包括底座和顶架，底座和顶架
之间设置有两组叠放的内外叉杆架，所述升降支架还包括能够带动内、外叉杆架做升降运动
的顶升液压缸；两组所述内外叉杆架均包括内叉杆架和外叉杆架，两组内外叉杆架中位于下
方的内叉杆架包括两根相互平行的第一叉杆，两根第一叉杆的底端通过第一同步杆相连，两
根第一叉杆的顶端通过第二同步杆相连，且两根第一叉杆的底端均与底座转动连接；两组内
外叉杆架中位于下方的外叉杆架包括两根相互平行的第二叉杆，两根第二叉杆的底端通过第
三同步杆相连，两根第二叉杆的顶端通过第四同步杆相连，且两根第二叉杆的底端与底座之
间为动连接；两组内外叉杆架中位于上方的内叉杆架包括两根相互平行的第三叉杆，两根第
三叉杆的底端通过第五同步杆相连，两根第三叉杆的顶端通过第六同步杆相连，两根第三叉
杆的底端与对应的两根第二叉杆的顶端通过销轴相互铰接，且两根第三叉杆的顶端与顶架之
间为动连接；两组内外叉杆架中位于上方的外叉杆架包括两根相互平行的第四叉杆，两根第
四叉杆的底端通过第七同步杆相连，两根第四叉杆的顶端通过第八...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建，蒋宇静，刘建康，王刚，石永奎，汤建泉，陈连军，文志杰，李鑫，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37