一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统及方法，属于围岩支护技术领域，卸压系统，包括：动力组件；无截齿螺旋杆，一端与所述动力组件连接，所述无截齿螺旋杆的另一端与截齿螺旋杆螺纹连接；钻头，一端与截齿螺旋杆螺纹连接；限位支护组件，无截齿螺旋杆置于限位支护组件内；测压环袋，固定于所述截齿螺旋杆中部；本发明专利技术解决了传统设备造大型卸压洞的方法难以满足同时多次造卸压洞的难题；卸压洞一侧由于喷射固化材料形成高承载力的固化区，固化区与固护管形成锚固整体，并通过阻管托盘形成对拉区，可有效阻止卸压洞向锚固区破坏发展，实现锚固区围岩的稳定，具有非常重要的推广应用价值。重要的推广应用价值。重要的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统及方法


[0001]本专利技术涉及围岩支护
，具体是一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统及方法。

技术介绍

[0002]随着煤炭资源开采深度逐年增大，巷道维护难度陡增，煤体强度相对较低，加之强采动影响，巷道两帮煤体采用高强锚杆索等支护方法难以控制，尤其是巷道在高应力条件下会发生持续大变形，严重影响通风、行人及设备运转等，必须对围岩进行多次扩刷修复，然而多次扩刷及修复的成本极大，严重影响高产高效矿井及本质安全型矿井建设。
[0003]巷道围岩内部造大型孔洞进行卸压是行之有效的实现围岩稳定的方法，因为围岩内部造孔洞可以使得巷道两帮的集中应力向围岩深部转移，从而起到很好的卸压效果。然而，深部强采动等困难条件下，围岩内部的卸压洞会短时间内闭合，因此卸压洞会显著降低转移集中应力的卸压作用，巷道依旧会继续大变形，从而难以维护，所以必须进行持续卸压方可，一般采取传统造孔洞设备二次甚至多次造卸压洞的方法，但是缺陷较多：(1)目前造孔洞的设备较大，运输极为不变；(2)当在沿空的回采巷道中，工作面回采过程中回风顺槽粉尘极大，设备造孔洞危险高，人员等的施工条件极差，回采巷道大变形后，造孔洞设备无空间布置，导致无法施工；(3)当在运输顺槽中，运输皮带会占用较大空间，传统的造孔洞设备没有空间放置，加之围岩大变形，也没有空间布置其他大型设备，所以在持续大变形巷道内，采用传统造孔洞设备多次造卸压洞难以实施；(4)传统的造孔洞设备，施工速度慢，难以跟得上围岩持续大变形的速度，导致二次造孔洞之前围岩已经大变形，而没有空间放置传统的造孔洞设备，甚至围岩持续收缩，导致造孔洞设备无法移动；(5)卸压洞没有支护，尤其是靠近巷道侧的卸压洞一侧无支护，那么卸压洞塑化发展是无序的，持续变形过程中，卸压洞必定也向锚固区塑化发展，最终会导致支护系统支护效果大打折扣甚至是失效；(6)传统设备多次造新的卸压洞会诱导卸压洞与巷道帮之间煤体塑化，破坏锚固区围岩的稳定性，进一步恶化了围岩环境，导致巷道维护更加困难。
[0004]综上所述，对于持续大变形巷道围岩，造一次内部卸压洞是无法实现控制围岩稳定的，而传统造孔洞方法，难以满足实际生产需要，需要提出一种新方法，解决持续大变形巷道围岩内部持续卸压难题，同时防止卸压洞向锚固区破坏发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，包括：
[0008]动力组件；
[0009]无截齿螺旋杆，一端与所述动力组件连接，所述无截齿螺旋杆的另一端与截齿螺
旋杆螺纹连接；
[0010]钻头，一端与截齿螺旋杆螺纹连接，所述钻头的另一端侧面设有截齿，钻头的杆体直径与截齿螺旋杆的杆体直径相同；
[0011]限位支护组件，无截齿螺旋杆置于限位支护组件内，所述限位支护组件靠近动力组件的一端与放煤组件连接；
[0012]测压环袋，固定于所述截齿螺旋杆中部，所述测压环袋与压力传送管相连，所述压力传送管处于截齿螺旋杆内部，且穿过限位支护组件与外部的压力表相连，所述测压环袋、压力传送管与压力表同时旋转，没有相对运动；
[0013]阶梯喷头，通过置中环设于所述限位支护组件较小的扩径段与大扩径段的中部。
[0014]作为本专利技术进一步的技术方案，所述动力组件包括：
[0015]马达固定箱，通过两根固定拉杆与长度调节螺母实现调平固定，所述马达固定箱与两根固定拉杆转动连接；
[0016]马达固定盖，一端与所述马达固定箱转动连接，所述马达固定盖的另一端与与马达固定箱之间通过固定盖用螺栓连接固定；
[0017]马达，固定安装在所述马达固定箱内，所述无截齿螺旋杆一端穿过马达固定箱的螺旋杆通道孔与马达的输出端螺纹连接。
[0018]作为本专利技术进一步的技术方案，所述限位支护组件包括：
[0019]护管；
[0020]固护管，其一端与所述护管一端螺纹连接；
[0021]限位管，一端与所述护管的另一端螺纹连接，所述无截齿螺旋杆处于所述固护管、护管和限位管内；
[0022]阻管托盘，通过螺纹连接套设在所述限位管上，用于防止固化区向卸压洞空间移动。
[0023]作为本专利技术进一步的技术方案，所述固护管、护管、限位管一端分别布置有第一拉管销孔、第二拉管销孔、第三拉管销孔，所述固护管、护管、限位管在拔出回收阶段，所述第一拉管销孔、第二拉管销孔、第三拉管销孔中需要分别穿插拉管销。
[0024]作为本专利技术进一步的技术方案，所述固护管的一端为固化区固定端，上面分布有凹凸槽，实现与固化材料紧实结合。
[0025]作为本专利技术进一步的技术方案，所述放煤组件包括：
[0026]转运罩，与所述限位管的一端螺纹连接，所述无截齿螺旋杆的一端杆体活动穿过转运罩的螺旋杆通道；
[0027]放煤罩，安装在所述转运罩底端的转运通道的输出端；
[0028]运输皮带，设于所述放煤罩的输出端底侧。
[0029]作为本专利技术进一步的技术方案，所述阶梯喷头上分布有正向喷头、斜向喷头，喷头直径向卸压洞方向依次减小，相同时间内喷射物重量依次减小，且喷头之间连成一个整体，所述置中环通过约束螺母连接双侧定位，所述置中环使所述阶梯喷头处于限位支护组件及较小的扩径段与大扩径段的中部。
[0030]作为本专利技术进一步的技术方案，所述钻头的长度宜为50cm～150cm。
[0031]本专利技术另一目的在于提供一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压方法，采用上述
一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，包括以下步骤：
[0032]S1、每一个卸压洞均依次安装固护管、护管、限位管，固护管到达卸压洞靠近巷道侧的边缘截止，采用阶梯喷头旋转喷射固化物形成固化区，整体推进固护管、护管、限位管到设计位置，补喷固化物，固护管的一端与固化物形成的固化区组成一个整体承载体，然后撤出阶梯喷头；
[0033]S2、在限位管的一端安装阻管托盘，这样阻管托盘通过固护管、护管、限位管与固化区形成一个对拉锚固整体，实现固化区与巷道帮部之间煤体的稳定，同时卸压洞的固化区一侧煤体不会出现持续塑化，可实现锚固区长期稳定；
[0034]S3、依次安装钻头、截齿螺旋杆、无截齿螺旋杆、转运罩、放煤罩、马达固定箱、马达；
[0035]S4、安装压力表，并通过注液接口对测压环袋注满液体或者气体；
[0036]S5、测压环袋的压力持续增大，表明了卸压洞体积逐步闭合，卸压效果明显减弱，此时开动马达及运输皮带，卸压洞内的煤体随即被转运出，卸压洞有效空间重新形成，实现快速成洞卸压；也可以分批或者同时开动所有马达，实现整条巷道所有卸压洞分批/同时出煤，分批/同时快速成洞卸压；
[0037]S6、重复步骤S5，实现围岩内部持续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，其特征在于，包括：动力组件；无截齿螺旋杆，一端与所述动力组件连接，所述无截齿螺旋杆的另一端与截齿螺旋杆螺纹连接；钻头，一端与截齿螺旋杆螺纹连接，所述钻头的另一端侧面设有截齿，钻头的杆体直径与截齿螺旋杆的杆体直径相同；限位支护组件，无截齿螺旋杆置于限位支护组件内，所述限位支护组件靠近动力组件的一端与放煤组件连接；测压环袋，固定于所述截齿螺旋杆中部，所述测压环袋与压力传送管相连，所述压力传送管处于截齿螺旋杆内部，且穿过限位支护组件与外部的压力表相连，所述测压环袋、压力传送管与压力表同时旋转，没有相对运动；阶梯喷头，通过置中环设于所述限位支护组件及较小的扩径段与大扩径段的中部。2.根据权利要求1所述的一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，其特征在于，所述动力组件包括：马达固定箱，通过两根固定拉杆与长度调节螺母实现调平固定，所述马达固定箱与两根固定拉杆转动连接；马达固定盖，一端与所述马达固定箱转动连接，所述马达固定盖的另一端与与马达固定箱之间通过固定盖用螺栓连接固定；马达，安装在所述马达固定箱内，所述无截齿螺旋杆一端穿过马达固定箱的螺旋杆通道孔与马达的输出端螺纹连接。3.根据权利要求2所述的一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，其特征在于，所述限位支护组件包括：护管；固护管，其一端与所述护管一端螺纹连接；限位管，一端与所述护管的另一端螺纹连接，所述无截齿螺旋杆处于所述固护管、护管和限位管内；阻管托盘，通过螺纹连接套设在所述限位管上，用于防止固化区向卸压洞空间移动。4.根据权利要求3所述的一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，其特征在于，所述固护管、护管、限位管一端分别布置有第一拉管销孔、第二拉管销孔、第三拉管销孔，所述固护管、护管、限位管在拔出回收阶段，所述第一拉管销孔、第二拉管销孔、第三拉管销孔中需要分别穿插拉管销。5.根据权利要求4所述的一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统及方法，其特征在于，所述固护管的一端为固化区固定端，上面分布有凹凸槽，实现与固化材料紧实结合。6.根据权利要求5所述的一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，其特征在于，所述放煤组件包括：转运罩，与所述限位管的一端螺纹连接，所述无截齿螺旋杆的一端杆体活动穿过转运罩的螺旋杆通道；放煤罩，安装在所述转运罩底端的转运通道的输出端；运输皮带，设于所述放煤罩的输出端底侧。
7.根据权利要求6所述的一种持续大变形巷道围岩内部连续卸压系统，其特征在于，所述阶梯喷头上分布有正向喷头、斜向喷头，喷头直径向卸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冬冬，谢生荣，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：