一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构及其方法技术

本发明专利技术公开了一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构及其方法，包括以下步骤：步骤一，在当前回采工作面确定至少一条待支护的回采巷道，回采巷道顶板及两侧具有永久支护，由于回采巷道提前掘好，并在掘进过程中就进行了永久支护；步骤二，对回采巷道进行超前支护，在回采工作面回采的同时，在回采巷道顶板上沿前进方向，每隔两排锚杆施工一排注浆锚杆，每隔两排锚杆施工一排注浆锚索，相邻两排锚杆之间必须施工一排注浆锚杆或者注浆锚索。本发明专利技术的有益技术成果：①在保证安全回采的同时大大提高了支护效率；②极大的节省了回采巷道的空间面积；③结构简单，操作方便，成本低，工人劳动强度低。

A supporting structure and method of gob side roadway with small coal pillar on mudstone roof

【技术实现步骤摘要】
一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构及其方法
本专利技术涉及沿空小煤柱泥岩类顶板支护领域，尤其涉及一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构及其方法。
技术介绍
在煤矿生产过程中，综采工作面超前支护段受本工作面开采扰动的影响，矿压显现异常强烈，与普通综采工作面相比，超前支承压力大，影响范围远，并伴有一定的冲击危险性，受到超前支承压力、侧向顶板支撑压力以及采空区侧悬顶支撑压力的叠加作用，巷道围岩塑性区与破碎区范围进一步扩大，巷道围岩变形严重，影响巷道的正常使用。泥岩类顶板，稳固性较差，顶板节理裂隙比较发育，围岩自身强度低，尤其在淋水与通风作用下，顶板损伤破碎异常强烈，并且在巷道开挖后，顶板风干为片装结构，在工作面回采期间，容易发生顶板大面积垮落和冒顶事故的发生。泥岩类顶板小煤柱沿空巷道在工作面回采期间，巷道变形严重，顶板完整性差，围岩自身承载能力低，影响巷道的正常使用，并且具有会有系列的冲击危险性，因此采用合理有效的超前支护方式，保证回采巷道在服务期间内的稳固性，对工作面安全高效开采具有重要意义。目前，工作面超前支护方式主要采用单体液压支护配合铰接顶梁和超前液压支架这两种被动式支护形式；单体液压支护配合铰接顶梁支撑力低，自身稳固性差，工人劳动强度高，并且针对破碎顶板稳固性较差；超前液压支架反复支撑顶板造成顶板破碎较为严重，导致原有支护结构失效，并且不适合长距离支护。并且以上两种均属于被动式支护方式，只能对巷道围岩表面进行承载，对巷道破坏初期不能及时提供相应的支撑力，导致初期的支护结构很容易失效，导致巷道塑性区与破碎区进一步扩大，并且该种支护方式，影响巷道行人、通风和运输，极大程度上，与工作面生产效率，延缓了作业效率。中国专利，专利号为″201811583423.5″，专利名称为″一种注浆锚索超前支护方法″的专利技术专利公开了一种超前支护方法，但不能应用于泥岩类顶板小煤柱沿空巷道。现有必要针对泥岩类顶板小煤柱沿空巷道，在工作面回采期间，提出一种新的主动式超前支护方式，改善工作面的作业环境，保证巷道的正常使用，维持工作面开采期间回采巷道的稳固性，保证工作面安全高效开采具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构及其方法，解决现有泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护施工效率低、人员劳动强度大、支护成本高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，包括设置于回采巷道顶板及两侧的永久支护，所述永久支护包括紧贴回采巷道顶板的钢筋网、布置于钢筋网外侧的多个锚杆钢带、多根垂直穿过所述锚杆钢带和钢筋网的锚杆以及设置在锚杆外端的锚杆托盘，所述锚杆的锚固端连接于回采巷道顶板及两侧中；多个所述锚杆钢带间隔布置，每个锚杆钢带上安装有多个所述锚杆；相邻的两个锚杆钢带之间设置有注浆锚索钢带或注浆锚杆钢带，所述注浆锚索钢带与注浆锚杆钢带交替布置；所述注浆锚索钢带上安装有多个注浆锚索，所述注浆锚索穿过注浆锚索钢带进入锚索孔中，注浆锚索的外端设置有注浆锚索托盘；所述注浆锚杆钢带上安装有多个注浆锚杆，所述注浆锚杆穿过注浆锚杆钢带进入锚杆孔中，注浆锚杆的外端设置有注浆锚杆托盘。进一步的，每个所述注浆锚索钢带上设置有至少三根所述注浆锚索。再进一步的，中间的所述注浆锚索居中布置。再进一步的，每个所述注浆锚杆钢带上设置有至少五根所述注浆锚杆。再进一步的，中间的所述注浆锚杆居中布置。一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护方法，包括以下步骤：步骤一，在当前回采工作面确定至少一条待支护的回采巷道；回采巷道顶板及两侧具有永久支护，由于回采巷道提前掘好，并在掘进过程中就进行了永久支护，在工作面回采过程中，在原有永久支护的基础上对回采巷道进行注浆锚索超前支护；所述永久支护采用锚网联合支护，包括钢筋网、锚杆钢带、锚杆组成的联合支护结构，钢筋网紧贴巷道顶板，锚杆钢带布置于钢筋网的外侧，多根锚杆垂直穿过锚杆钢带、钢筋网，锚杆的锚固端连接于回采巷道顶板及两侧中，锚杆的外端安装锚杆托盘，并采用锁具进行预紧；步骤二，对回采巷道进行超前支护，在回采工作面回采的同时，在回采巷道顶板上沿前进方向，每隔两排锚杆施工一排注浆锚杆，每隔两排锚杆施工一排注浆锚索，相邻两排锚杆之间必须施工一排注浆锚杆或者注浆锚索，然后对注浆锚杆或注浆锚索进行高压注浆，将锚固范围内的围岩胶结成一个整体，注浆锚杆对浅部围岩进行注浆，形成一个浅部围岩范围内的胶结结构，注浆锚索对深部围岩进行注浆，并对浅部围岩体起到了悬吊作用，提高回采巷道围岩体的承载能力。进一步的，在回采工作面进行采煤作业的同时，同步进行对回采巷道的超前支护范围沿回采方向的向前推移，始终保持回采工作面前方的超前支护距离维持在安全范围内。再进一步的，所述注浆锚索与注浆锚杆交替布置。再进一步的，中间的注浆锚杆居中布置，所有注浆锚杆走向一条线，每排注浆锚杆不少于五根。再进一步的，中间的注浆锚索居中布置，所有注浆锚索走向一条线，每排注浆锚索不少于三根。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果如下：本专利技术采用注浆锚杆与注浆锚杆联合支护，形成一个组合拱与锚杆压缩区，提高了巷道支护性能和自身的承载能力。注浆锚杆对浅部泥岩顶板的孔洞裂隙进行注浆充填，有效抑制节理裂隙的进一步发育，并且在浅部形成一段有效的承载结构。注浆锚索锚固于深部稳定煤岩体，并且对浅部承载起到了悬吊作用，形成局部范围内的悬吊顶梁。并且注浆锚杆和注浆锚索的浆液有效充填可以有效抑制风和水对泥岩顶板的损伤弱化作用，保证顶板结构的完整性，使岩土体成为强度高、抗渗性能好、稳定性高的新结构体从而达到改善岩土体物理力学性质的目的，并且能够阻止围岩破碎带和围岩塑性区的进一步发育，在根本上提高围岩的强度与自身承载能力，并且注浆锚杆与注浆锚杆的主动支护作用可以在巷道原有支护结构发生损伤破坏之前进行围岩加固，保证了原有支护的完整结构与承载能力。在破坏初期就具有承载能力。并且支护效率高，巷道有效作业面积增大，工人劳动强度低，提高了通风行人和运输效率。因此，本专利技术提出的针对泥岩类顶板小煤柱沿空巷道，采用注浆锚杆与注浆锚索的联合主动式超前支护方法具有重要的理论意义和工程实践价值。本专利技术的有益技术成果：①在保证安全回采的同时大大提高了支护效率；②极大的节省了回采巷道的空间面积；③结构简单，操作方便，成本低，工人劳动强度低。附图说明下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术第一种实施例的实施中回采工作面示面图；图2为A-A剖面图(本示意图所示回采巷道的支护仅为超前支护结构)；图3为本专利技术第一种实施例的实施中为泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护平面展开图；图4为本专利技术第一种实施例的实施中泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护断面图；附图标记说明：1、回采巷道；2、煤岩体；3、回采工作面；4、采空区；5、煤柱；6、注浆锚索；7、锚杆；8、锚杆托盘；9、注浆锚杆，10、锚杆钢带；11、注浆锚索钢带；12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，其特征在于：包括设置于回采巷道顶板及两侧的永久支护，所述永久支护包括紧贴回采巷道顶板的钢筋网、布置于钢筋网外侧的多个锚杆钢带、多根垂直穿过所述锚杆钢带和钢筋网的锚杆以及设置在锚杆外端的锚杆托盘，所述锚杆的锚固端连接于回采巷道顶板及两侧中；多个所述锚杆钢带间隔布置，每个锚杆钢带上安装有多个所述锚杆；相邻的两个锚杆钢带之间设置有注浆锚索钢带或注浆锚杆钢带，所述注浆锚索钢带与注浆锚杆钢带交替布置；所述注浆锚索钢带上安装有多个注浆锚索，所述注浆锚索穿过注浆锚索钢带进入锚索孔中，注浆锚索的外端设置有注浆锚索托盘；所述注浆锚杆钢带上安装有多个注浆锚杆，所述注浆锚杆穿过注浆锚杆钢带进入锚杆孔中，注浆锚杆的外端设置有注浆锚杆托盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，其特征在于：包括设置于回采巷道顶板及两侧的永久支护，所述永久支护包括紧贴回采巷道顶板的钢筋网、布置于钢筋网外侧的多个锚杆钢带、多根垂直穿过所述锚杆钢带和钢筋网的锚杆以及设置在锚杆外端的锚杆托盘，所述锚杆的锚固端连接于回采巷道顶板及两侧中；多个所述锚杆钢带间隔布置，每个锚杆钢带上安装有多个所述锚杆；相邻的两个锚杆钢带之间设置有注浆锚索钢带或注浆锚杆钢带，所述注浆锚索钢带与注浆锚杆钢带交替布置；所述注浆锚索钢带上安装有多个注浆锚索，所述注浆锚索穿过注浆锚索钢带进入锚索孔中，注浆锚索的外端设置有注浆锚索托盘；所述注浆锚杆钢带上安装有多个注浆锚杆，所述注浆锚杆穿过注浆锚杆钢带进入锚杆孔中，注浆锚杆的外端设置有注浆锚杆托盘。


2.根据权利要求1所述的泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，其特征在于：每个所述注浆锚索钢带上设置有至少三根所述注浆锚索。


3.根据权利要求2所述的泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，其特征在于：中间的所述注浆锚索居中布置。


4.根据权利要求1所述的泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，其特征在于：每个所述注浆锚杆钢带上设置有至少五根所述注浆锚杆。


5.根据权利要求4所述的泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护结构，其特征在于：中间的所述注浆锚杆居中布置。


6.一种泥岩类顶板小煤柱沿空巷道支护方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，在当前回采工作面确定至少一条待支护的回采巷道；回采巷道顶板及两侧具有永久支护，由于回采巷道提前掘好，并在掘进过程中就进行了永久支护...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚强岭，回新冬，于元林，闫鸿远，徐强，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32