一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法，包括U型钢支架、锚索和锚杆，U型钢支架设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道内，锚索一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架固定连接，U型钢支架与煤壁间铺设有金属网，锚杆设置在两相邻U型钢支架间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上。本发明专利技术的巷道在进行U型钢支护的同时，通过发挥锚索力的传递作用将作用在巷道右肩窝的压力传入煤层顶板及底板中的相对稳定区，缓解作用在U型钢支架上的压力，有效地控制了巷道的变形量；同时在巷道的右肩窝施加锚杆，这样不仅给巷道右肩窝提供了强大的支护力，而且提高了支护刚度，可有效控制巷道非稳定区的扩展，确保巷道的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法
本专利技术属于倾斜煤层巷道支护装置
，具体涉及一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法。
技术介绍
一直以来，急倾斜煤层是国际公认的难采煤层，开采这类煤层目前还面临诸多难题，巷道支护是其中较为突出的问题之一。急倾斜煤层巷道的顶板、底板及两帮岩性各自不同，围岩应力分布、矿压显现和支护体的承载状况都要比其他煤层复杂，巷道往往需要多次维修，有的甚至翻修后仍不能满足生产要求，大量巷道因维护不当而报废。因此，急倾斜煤层巷道中锚杆支护的应用受到很大限制，变形机制与控制技术是目前我国急倾斜矿井急需解决的重要问题。该类巷道两侧煤岩体结构表现为明显的差异性，造成围岩应力分布的非对称性，从而引起巷道的变形破坏在同一断面内有明显的非对称或不均衡性，在服务期间需多次返修，严重制约煤炭资源的安全高效开采。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法，既能控制采动巷道的剧烈变形，又能保证支护结构在巷道服务期间的持续有效，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种急倾斜煤层巷道支护装置，包括U型钢支架、锚索和锚杆，U型钢支架设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道内，锚索一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架固定连接，U型钢支架与煤壁间铺设有金属网，锚杆设置在两相邻U型钢支架间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上。优选的，上述每个U型钢支架上设置多个锚索，靠近U型钢支架两端。优选的，上述两排锚索中间设置一个锚索，位于巷道的拱角处，角度垂直向上，采用托梁将锚索加固成一体。优选的，上述煤壁和金属网之间空隙处采用梢子或板皮充填。优选的，上述锚杆扭矩不低于100N•m。优选的，上述锚索预紧力90kN。一种急倾斜煤层巷道支护装置的支护方法，该方法为：将巷道开挖至设计断面，施工锚杆（3），钻孔直径Φ28mm，锚杆间排距800mm×800mm，采用规格为140mm×140mm的铁托盘；每根锚杆采用2卷K2350型树脂锚固剂，锚杆扭矩不低于100N•m，每隔7~10d对螺母紧固一次，煤壁和金属网之间出现空隙时，要用梢子或板皮充填，托盘将金属网与煤壁完全压实，金属网紧贴煤壁，网片为8#铁丝编制，网眼规格为40mm×40mm，采用呈“十”字形布置的钢筋梯梁压紧锚杆；架设U型钢支架，排距1600mm；施工锚索，每根锚索安装4卷K2350型树脂锚固剂，预紧力90kN，U型钢支架排距为1600mm，每排锚索处支设1个U型钢支架，锚索穿在U型钢支架上，U型钢支架腿着地不得悬挂在巷道中间。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术卸压锚索通过发挥锚索力的传递作用将作用在巷道右肩窝的压力传入煤层顶板及底板中的相对稳定区，与高强度拱形梁组合形成的锚索梁装置；同时通过锚杆加固周边围岩，缓解作用在锚索梁装置上的压力，两者协同作用，发挥了各自的优点，整体提高了U型支架的工作效果。附图说明图1是本实用一种控制急倾斜软煤层巷道的U型钢支护结构；图2是锚索和锚杆连接的半截面示意图；图3是图2的侧视图。图中：1－U型钢支架；2－锚索；3－锚杆。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。实施例1：如图1-图3所示，一种急倾斜煤层巷道支护装置，包括U型钢支架1、锚索2和锚杆3，U型钢支架1设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道4内，锚索2一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架1固定连接，U型钢支架1与煤壁间铺设有金属网，锚杆3设置在两相邻U型钢支架1间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上，巷道在进行U型钢支护的同时，通过发挥锚索力的传递作用将作用在巷道右肩窝的压力传入煤层顶板及底板中的相对稳定区，缓解作用在U型钢支架上的压力，有效地控制了巷道的变形量；同时在巷道的右肩窝施加锚杆，这样不仅给巷道右肩窝提供了强大的支护力，而且提高了支护刚度，可有效控制巷道非稳定区的扩展，确保巷道的稳定，巷道4位于倾斜的底板5和顶板6之间。锚索直径15.24mm，长6000mm，为卸压锚索；锚杆采用Φ18mm×L2000mm螺纹钢锚杆，钻孔直径Φ28mm，托盘采用规格为140mm×140mm的铁托盘；U型钢支架的排距为1600mm，卸压锚索每根锚索安装4卷K2350型树脂锚固剂，预紧力90kN，锚杆每根锚杆采用2卷K2350型树脂锚固剂，锚杆扭矩不低于100N·m。U型支架为矿用9#工字钢或12#槽钢。优选的，上述每个U型钢支架1上设置多个锚索2，靠近U型钢支架1两端。优选的，针对煤层松散破碎时，上述两排锚索2中间设置一个锚索2，位于巷道4的拱角处，角度垂直向上，采用托梁将锚索加固成一体。优选的，上述煤壁和金属网之间空隙处采用梢子或板皮充填。优选的，上述锚杆3扭矩不低于100N•m。优选的，上述锚索2预紧力90kN。实施例2：一种急倾斜煤层巷道支护装置的支护方法，该方法为：将巷道开挖至设计断面，施工锚杆3，钻孔直径Φ28mm，锚杆间排距800mm×800mm，采用规格为140mm×140mm的铁托盘；每根锚杆采用2卷K2350型树脂锚固剂，锚杆扭矩不低于100N•m，每隔7~10d对螺母紧固一次，煤壁和金属网之间出现空隙时，要用梢子或板皮充填，托盘将金属网与煤壁完全压实，金属网紧贴煤壁，网片为8#铁丝编制，网眼规格为40mm×40mm，采用呈“十”字形布置的钢筋梯梁压紧锚杆；架设U型钢支架1，排距1600mm；施工锚索2，每根锚索安装4卷K2350型树脂锚固剂，预紧力90kN，U型钢支架排距为1600mm，每排锚索处支设1个U型钢支架，锚索穿在U型钢支架上，U型钢支架腿着地。本专利技术提供一种控制急倾斜软煤层巷道的U型钢支护装置，急倾斜煤层巷道受岩层赋存特征的影响，巷道两侧煤岩体结构表现为明显的差异性，造成围岩应力分布的非对称性，从而引起巷道的变形破坏在同一断面内有明显的非对称或不均衡性。施加卸压锚索可通过发挥锚索力的传递作用将作用在巷道右肩窝的压力传入煤层顶板及底板中的相对稳定区，缓解作用在U型钢支架上的压力，改善支架的维护效果。卸压锚索与U型钢支架协同作用，可以充分发挥各自的优点，有效控制急倾斜软煤层巷道的稳定。在金属支架维护较为困难的高应力巷道、强动压巷道等具有广泛的应用前景。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内，因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种急倾斜煤层巷道支护装置，其特征在于：包括U型钢支架（1）、锚索（2）和锚杆（3），U型钢支架（1）设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道（4）内，锚索（2）一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架（1）固定连接，U型钢支架（1）与煤壁间铺设有金属网，锚杆（3）设置在两相邻U型钢支架（1）间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上。

【技术特征摘要】
1.一种急倾斜煤层巷道支护装置，其特征在于：包括U型钢支架（1）、锚索（2）和锚杆（3），U型钢支架（1）设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道（4）内，锚索（2）一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架（1）固定连接，U型钢支架（1）与煤壁间铺设有金属网，锚杆（3）设置在两相邻U型钢支架（1）间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上。2.根据权利要求1所述的一种急倾斜煤层巷道支护装置，其特征在于：每个U型钢支架（1）上设置多个锚索（2）。3.根据权利要求2所述的一种急倾斜煤层巷道支护装置，其特征在于：两排锚索（2）中间设置一个锚索（2），位于巷道（4）的拱角处，角度垂直向上，采用托梁将锚索加固成一体。4.根据权利要求1所述的一种急倾斜煤层巷道支护装置，其特征在于：煤壁和金属网之间空隙处采用梢子或板皮充填。5.根据权利要求1所述的一种急倾斜煤层巷道支护装置，其特征在于：锚杆（3）扭矩不低于10...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，马振乾，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52