一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法

摘要

本发明公开了一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，通过使用带有上下卡柱的灌浆混凝土模具，提高沿空留巷巷旁支护体的稳定性，使其具有抵抗水平应力的能力；形成上注浆段，在巷道顶板形成支撑点，易使顶板及时垮落，形成卸压效应；形成下注浆段，在巷道底板板形成隔离带，在一定程度上预防了巷道底鼓；通过工程塑料模具，降低了模具质量，易实现模块化操作。

权利要求

1.一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，其特征在于，包括步骤：现场实测煤层倾斜角度，与巷道顶底板岩层岩性；

计算沿空留巷巷旁支护体宽度，根据巷道顶底板岩性，确定支护体上下卡柱的高度与宽度；

制作工程塑料模具，根据测量与计算结果设置上下边缘倾斜角度、模具宽度、模具高度以及上下卡柱高度，设置工程塑料模具上，模具进液口、模具出液口、上注浆进口和下注浆进口的位置；

在沿空留巷巷旁支护体预设位置在巷道顶底板掏出适合工程塑料模具卡柱高度的卡柱槽，同时钻出直径为50mm，高度为0.5m的注浆槽；

将工程塑料模具运输至沿空留巷工作点，安装至对应顶底板卡柱槽中，其中工程塑料模具上注浆进口和下注浆进口置入注浆槽中；

支护体混凝土灌注，将混凝土搅拌充分后，利用混凝土输送泵输送搅拌好的混凝土浆液通过模具进液口灌注至模具内，待模具出液口有混凝土流出后，用纸条将模具进液口和模具出液口密封，停止注入混凝土；注浆混凝土灌注，采用混凝土注浆泵由模具外露的上注浆进口、下注浆进口注入上下注浆槽中，注浆压力2.0MPa，注浆时间为15min；

待模具稳定后，重复上述步骤，直至沿空巷道全部支护完成。

2.根据权利要求1所述的沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，其特征在于：实测阶段所测量的煤层倾斜角度为回采工作面方向的倾角，对于角度变化段，进行分段统计。

3.根据权利要求1所述的沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，其特征在于：理论计算阶段，当巷道围岩为强度较弱的泥岩时，支护体上下卡柱宽度设定为支护体宽度的四分之三，高度设定为1.5m；当巷道围岩为强度较大的砂岩、石灰岩时，支护体上下卡柱宽度设定为支护体宽度的四分之一，高度设定为1m。

4.根据权利要求1所述的沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，其特征在于：模具制作阶段，所采用的工程塑料原料为聚苯基硫醚；模具厚度5cm，模具顶部具有直径为10cm上注浆进口；模具内部有供注浆混凝土流动的内径为3cm的注浆管道，所述模具长度为2m。

5.根据权利要求1所述的沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，其特征在于：留巷卡柱槽与注浆槽掏槽阶段，顶底板卡柱槽与模具上下卡柱相匹配，所述注浆槽中线与卡柱槽重合。

说明书

一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种沿空留巷时的巷旁支护体的防水平移动方法，尤其倾斜煤层沿空留巷技术，属于采矿工程领域。

背景技术

[0002] 为有效节约煤炭资源，我沿空留巷技术应用广泛，现有主流沿空留巷技术为柔膜混凝土技术。但在相邻工作面采空区冒落的矸石堆积在柔模混凝土墙体的侧边，对柔模混
凝土墙体有一定的侧压力；尤其当工作面为倾斜推进时，巷旁支护体受到了一定程度的水
平地应力，故巷旁支护体稳定性较差。由于这种沿空留巷方式难以保证较好的接顶率，巷道
支护效果较差。同时，巷道顶板强度较大时必须进行切顶作业，以保证巷道围岩以及支护体
的稳定性。这种沿空留巷技术流程繁琐复杂，巷旁支护体稳定性较差，亟待提出一种新的沿
空留巷方法，解决这些问题。

[0003] 基于上述沿空留巷技术存在的不足，提出一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的装置与方法。通过使用带有上下卡柱的灌浆混凝土模具，提高沿空留巷巷旁支护
体的稳定性，使其具有抵抗水平应力的能力；形成上注浆段，在巷道顶板形成支撑点，易使
顶板及时垮落，形成卸压效应；形成下注浆段，在巷道底板板形成隔离带，在一定程度上预
防了巷道底鼓；通过工程塑料模具，降低了模具质量，易实现模块化操作。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种设计合理、高接顶率、防巷旁支护体水平错动、具有切顶作用、防止一定的防底鼓作用的沿空留巷巷旁支护体的装置与方法。

[0005] 本发明涉及的一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，包括如下步骤：

[0006] 现场实测煤层倾斜角度，与巷道顶底板岩层岩性；

[0007] 计算沿空留巷巷旁支护体宽度，根据巷道顶底板岩性，确定支护体上下卡柱的高度与宽度；

[0008] 制作工程塑料模具，根据计算结果设置上下边缘倾斜角度、模具宽度、模具高度以及上下卡柱高度，设置工程塑料模具上，上注浆进口和下注浆进口的位置；

[0009] 在沿空留巷巷旁支护体预设位置在巷道顶板掏出适合工程塑料模具卡柱高度的卡柱槽，同时钻出直径为50mm，高度为0.5m的注浆槽；

[0010] 将工程塑料模具运输至沿空留巷工作点，安装至对应顶底板卡柱槽中，其中工程塑料模具上注浆进口和下注浆进口置入注浆槽中；

[0011] 将混凝土搅拌充分后，利用混凝土输送泵输送搅拌好的混凝土浆液，采用混凝土注浆泵由模具外露的上注浆进口、下注浆进口注入上下注浆槽中，注浆压力2.0MPa，注浆时
间为15min；待模具出液口有混凝土流出后，用纸条密封，停止注入混凝土；

[0012] 待模具稳定后，重复上述步骤，直至沿空巷道全部支护完成。

[0013] 进一步的，实测阶段所测量的煤层倾斜角度为回采工作面方向的倾角，对于角度变化段，进行分段统计。

[0014] 进一步的，理论计算阶段，当巷道围岩为强度较弱的泥岩时，支护体上下卡柱宽度设定为支护体宽度的四分之三，高度设定为1.5m；当巷道围岩为强度较大的砂岩、石灰岩
时，支护体上下卡柱宽度设定为支护体宽度的四分之一，高度设定为1m。

[0015] 进一步的，模具制作阶段，所采用的工程塑料原料为聚苯基硫醚；模具厚度5cm，模具顶部具有直径为10cm上注浆进口与出液口；模具内部有供注浆混凝土流动的内径为3cm
的注浆管道，模具表面有内径为3cm的注浆用注浆入液孔、注浆用注浆出液管；所述模具长
度为2m。

[0016] 进一步的，留巷卡柱槽与注浆槽掏槽阶段，所述顶底板卡柱槽应与模具上下卡柱相匹配，所述注浆槽中线与卡柱槽重合，宽度为0.2m，高度为0.5m。

[0017] 与相关技术相比，本发明的优点和有益效果包括：本设计能够保证支护体具有上下卡柱以及注浆柱能够保证完全接顶接底，保证支护体能够及时完全的对巷道产生支护效
果；保证煤层倾角较大或水平应力较大时，支护体有较大的稳定性，有效防巷旁支护体水平
错动，支护体不易倾倒；支护体上卡柱以及上注浆柱形成开切效应与支点效应，能够使上覆
岩层“分离块体”快速回转下沉，形成切顶卸压效果；支护体下卡柱与下注浆柱，有效隔离底
板岩层，形成强承载结构，起到一定的防底鼓作用的；该支护体模具长度为2m、壁厚为5cm的
工程塑料体，其重量小、强度大、易装载、易加工、易运输、易实现模块化操作。

附图说明

[0018] 图1为本发明提供的一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法的流程示意图；

[0019] 图2为本发明提供的一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法的装置设置示意图；

[0020] 图3为本发明提供的一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法的工程塑料模具三视图；

[0021] 附图标记：

[0022] 1‑沿空留巷巷道，2‑支护体，3‑工程塑料模具，4‑上注浆出口，5‑上注浆管，6‑下注浆出口，7‑模具上卡柱，8‑巷道顶板，9‑巷道底板，10‑下注浆管，11‑模具内混凝土，12‑下注
浆槽注浆段，13‑上注浆槽注浆段，14‑模具出液口，15‑模具进液口，16‑上注浆进口，17‑下
注浆进口，18‑模具下卡柱。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

[0024] 基于现有技术中沿空留巷技术存在的不足，本发明提出一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法。通过使用带有上下卡柱的灌浆混凝土模具，提高沿空留巷巷
旁支护体的稳定性，使其具有抵抗水平应力的能力；形成上注浆段，在巷道顶板形成支撑
点，易使顶板及时垮落，形成卸压效应；形成下注浆段，在巷道底板板形成隔离带，在一定程
度上预防了巷道底鼓；通过工程塑料模具，降低了模具质量，易实现模块化操作。

[0025] 如图1所示，本发明提供了一种沿空留巷巷旁支护体高接顶率防水平错动的方法，具体步骤如下：

[0026] 现场实测煤层倾斜角度，与巷道顶底板岩层岩性；

[0027] 计算沿空留巷巷旁支护体宽度，根据巷道顶底板岩性，确定支护体上下卡柱的高度与宽度；

[0028] 制作工程塑料模具，根据计算结果设置上下边缘倾斜角度、模具宽度、模具高度以及上下卡柱高度，设置工程塑料模具上，上注浆进口和下注浆进口的位置；

[0029] 在沿空留巷巷旁支护体预设位置在巷道顶板掏出适合工程塑料模具卡柱高度的卡柱槽，同时钻出直径为50mm，高度为0.5m的注浆槽；

[0030] 将工程塑料模具运输至沿空留巷工作点，安装至对应顶底板卡柱槽中，其中工程塑料模具上注浆进口和下注浆进口置入注浆槽中；

[0031] 将混凝土搅拌充分后，利用混凝土输送泵输送搅拌好的混凝土浆液，采用混凝土注浆泵由模具外露的上注浆进口、下注浆进口注入上下注浆槽中，注浆压力2.0MPa，注浆时
间为15min；待模具出液口有混凝土流出后，用纸条密封，停止注入混凝土；

[0032] 待模具稳定后，重复上述步骤，直至沿空巷道全部支护完成。

[0033] 现场实测，现场实测煤层倾斜角度，与巷道顶底板岩层岩性；理论计算，计算沿空留巷巷旁支护体2宽度，根据巷道顶底板岩性，确定支护体上7、下18卡柱的高度与宽度；模
具制作，根据上一步骤计算结果，制作工程塑料模具，其上下边缘倾斜角度、模具宽度、模具
高度以及上7、下18卡柱高度；留巷卡柱槽与注浆槽掏槽：在沿空留巷巷旁支护体预设位置
在巷道顶板掏出适合工程塑料模具卡柱高度的卡柱槽，同时钻出直径为50mm，高度为0.5m
的注浆槽；工程塑料模具安装，将工程塑料模具运输至沿空留巷工作点，将模具安装至对应
顶底板卡柱槽中，其中模具上注浆进口16、下注浆进口17，应当置入注浆槽中；支护体混凝
土灌注，将混凝土搅拌充分后，利用混凝土输送泵输送搅拌好的混凝土浆液通过模具进液
口14灌注至模具内，待模具出液口15有混凝土流出后，用纸条密封后，停止注入混凝土；注
浆混凝土灌注，采用混凝土注浆泵由模具外露的上注浆进口16、下注浆进口17注入上下注
浆槽中，注浆压力2.0MPa，注浆时间为15min；待模具稳定后，重复上述步骤，直至沿空巷道
全部支护完成。

[0034] 进一步的，实测阶段所测量的煤层倾斜角度为回采工作面方向的倾角，对于角度变化段，进行分段统计。

[0035] 进一步的，理论计算阶段，当巷道围岩为强度较弱的泥岩时，支护体上下卡柱宽度设定为支护体宽度的四分之三，高度设定为1.5m；当巷道围岩为强度较大的砂岩、石灰岩
时，支护体上下卡柱宽度设定为支护体宽度的四分之一，高度设定为1m。

[0036] 进一步的，模具制作阶段，所采用的工程塑料原料为聚苯基硫醚；模具厚度5cm，模具顶部具有直径为10cm上注浆进口与出液口；模具内部有供注浆混凝土流动的内径为3cm
的注浆管道，模具表面有内径为3cm的注浆用注浆入液孔、注浆用注浆出液管；所述模具长
度为2m。如图3所示。

[0037] 进一步的，留巷卡柱槽与注浆槽掏槽阶段，所述顶底板卡柱槽应与模具上下卡柱相匹配，所述注浆槽中线与卡柱槽重合，宽度为0.2m，高度为0.5m。如图2所示。

[0038] 与相关技术相比，本发明的优点和有益效果包括：本设计能够保证支护体具有上下卡柱以及注浆柱能够保证完全接顶接底，保证支护体能够及时完全的对巷道产生支护效
果；保证煤层倾角较大或水平应力较大时，支护体有较大的稳定性，有效防巷旁支护体水平
错动，支护体不易倾倒；支护体上卡柱以及上注浆柱形成开切效应与支点效应，能够使上覆
岩层“分离块体”快速回转下沉，形成切顶卸压效果；支护体下卡柱与下注浆柱，有效隔离底
板岩层，形成强承载结构，起到一定的防底鼓作用的；该支护体模具长度为2m、壁厚为5cm的
工程塑料体，其重量小、强度大、易装载、易加工、易运输、易实现模块化操作。

[0039] 本发明的保护范围并不仅仅局限于本方法的描述，而根据权力要求加以限定。