【技术实现步骤摘要】
本技术涉及采煤支护，具体地，涉及一种大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构。
技术介绍
1、在煤矿开采中，目前国内重点分为预留煤柱开采和无煤柱开采方式，我国无煤柱开采技术主要在顶底板条件较好的区域推广应用，小煤柱开采属于对无煤柱开采技术的延伸。
2、目前煤矿多煤层联合开采，在顶板条件较差，煤层倾角较大时，区段之间的煤柱留设宽度多采用15～40m，理由是区段之间留设大煤柱煤岩体原始应力场未受破坏，认为大煤柱护巷不受采动影响，上区段采空区积水还可通过大煤柱拦截。
3、现有技术的客观缺点，一是造成煤炭资源浪费，降低资源回收率和采区回采率，缩短矿井服务年限；二是下覆巷道处于应力集中区域，增加巷道围岩受力，需维修才可以使用。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题在于，提供一种大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，通过安全支护和监测控制，减小巷道围岩受力避免巷道反复维修，降低巷道支护难度及巷道反复维护的材料及人工成本，实现大倾角煤层小煤柱开采，减少资源浪费，提高资源回收率和采区回采率。
2、本技术提供了一种大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，包括分别设于机巷和风巷内的框架组件，框架组件上间歇设有支护组件、监测组件及泄压结构，其中：
3、所述框架组件包括矮竖梁、高竖梁及连接于矮竖梁和高竖梁顶部的倾斜顶梁；
4、所述支护组件包括分别设置于矮竖梁与高竖梁上的若干个第一螺纹钢锚杆以及设于倾斜顶梁上的第二螺纹钢锚杆，第一螺纹钢锚杆分别与矮竖梁和高竖梁垂
5、所述监测组件包括设于倾斜顶梁上的第一检测恒阻锚索和第二检测恒阻锚索，第一检测恒阻锚索与倾斜顶梁垂直设置，第二检测恒阻锚索垂直地面设置，第一检测恒阻锚索和第二检测恒阻锚索的下端分别设置锚索应力监测仪，所述倾斜顶梁上还设有顶板离层监测仪，且顶板离层监测仪上连接深基点和浅基点；
6、所述泄压结构包括切缝孔和泄压孔，切缝孔设于机巷顶部并向上倾斜，泄压孔设于风巷与机巷之间的煤柱上且与倾斜顶梁平行设置。
7、优选的，所述第二支护恒阻锚索与倾斜顶梁平行设置。
8、优选的，所述倾斜顶梁与水平面的夹角为22°。
9、优选的，所述切缝孔与竖直线之间的夹角为20°。
10、优选的，所述第一支护恒阻锚索与第二支护恒阻锚索分别为两个，其直径31.8mm，长6.2m，横向间距1.6m，纵向间距1.9m。
11、优选的，所述第一螺纹钢锚杆与第二螺纹钢锚杆错位排列，其直径20mm，长2m，横向间距0.8m，纵向间距0.8m。
12、优选的，所述第一检测恒阻锚索和第二检测恒阻锚索直径21.8mm，长12.3m，下端横向间距1.6m，纵向间距1.9m。
13、优选的，所述深基点长度13m，浅基点长度2m。
14、本技术的工作原理：本技术的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，通过安全支护和监测控制，对大倾角煤层进行有效支护，减小巷道围岩受力，降低巷道支护难度及巷道反复维护的材料及人工成本。此外，通过设置泄压结构，用切顶卸压钻机在机巷下帮顶板预裂爆破卸压，不耦合间隔空气柱装药，爆破后在两个设定方向上形成聚能流，并产生集中拉张应力，使顶板按照设定方向拉张断裂形成预裂面，而在其它方向则可以很好保护岩体的强度和完整性，通过聚能爆破切断工作面采空区上方顶板力的联系，从而保证下覆风巷掘进期间巷道顶板及煤柱受力减小。炸药起爆后，冲击波和应力波优先沿设定方向集中释放，在炮孔壁上形成和聚能孔方向一致的径向初始裂缝，爆生气体涌入径向初始裂缝，在设定方向产生拉应力集中，断裂岩体，实现顶板预裂切缝卸压效果。
15、本技术的有益效果：本技术的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，通过安全支护、监测控制及应力释放等技术，避开应力集中区域，减小巷道围岩受力，避免巷道反复维修，节省巷道维护时间，较大程度上缓解采掘接续紧张局面，降低巷道支护难度及巷道反复维护的材料及人工成本。利用以上技术可实现大倾角煤层小煤柱开采，可减少资源浪费，提高资源回收率和采区回采率，增加矿井效益，延长矿井服务年限。
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1.一种大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，包括分别设于机巷和风巷内的框架组件(1)，框架组件(1)上间歇设有支护组件(2)、监测组件(3)及泄压结构(4)，其中：
2.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述第二支护恒阻锚索(24)与倾斜顶梁(13)平行设置。
3.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述倾斜顶梁(13)与水平面的夹角为22°。
4.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述切缝孔(41)与竖直线之间的夹角为20°。
5.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述第一支护恒阻锚索(23)与第二支护恒阻锚索(24)分别为两个，其直径31.8mm，长6.2m，横向间距1.6m，纵向间距1.9m。
6.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述第一螺纹钢锚杆(21)与第二螺纹钢锚杆(22)竖向竖向错位排列，其直径20mm，长2m，横向间距0.8m，纵向间距0.8m。<...
【技术特征摘要】
1.一种大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，包括分别设于机巷和风巷内的框架组件(1)，框架组件(1)上间歇设有支护组件(2)、监测组件(3)及泄压结构(4)，其中：
2.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述第二支护恒阻锚索(24)与倾斜顶梁(13)平行设置。
3.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述倾斜顶梁(13)与水平面的夹角为22°。
4.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述切缝孔(41)与竖直线之间的夹角为20°。
5.如权利要求1所述的大倾角煤层小煤柱开采安全支护结构，其特征在于，所述第一支护恒阻锚索...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建，武吉林，陈佳欣，
申请(专利权)人：宁夏宝丰能源集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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