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一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法
申请号	CN201910958715.0	申请日	2019-10-10	公开(公告)号	CN110748363A	公开(公告)日	2020-02-04
申请人	太原理工大学;			发明人	朱德福; 李昊城; 沈贵阳; 曹健洁; 霍昱名; 王仲伦; 王沉;
摘要	本发明涉及巷道顶板支护领域，具体是一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法。首先测量并确定冒落区范围，在冒落区后方支设一排倾斜单体支柱；在该排支柱的脚旁支设第二排单体支柱，并利用原支护结构吊设使其向冒落区倾斜，两排单体脚间放置方木条增加摩擦力，在第二排单体支柱的端头用套筒连接工字钢，利用单体支柱向黄土冒落区内打入一排倾斜的工字钢梁；在斜排工字钢梁的支护下，清理黄土、砌墙并架设横排工字钢棚；并在横排工字钢棚上方纵向平铺一层木板及钢筋网，注入水泥浆形成人工假顶完成支护作业。本发明设计合理、操作简单、效果显著、适用性强，在清除巷内黄土的同时，实现黄土层下巷道顶板冒落区的支护作业，施工工艺简便，支护效果安全可靠。
权利要求	1.一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，其特征在于：包括以下步骤，S100～测量并确定冒落区范围，在冒落区后方支设一排倾斜角度为75°的单体支柱I（1）； S200～在原支护结构上利用吊索I（4）吊设一排向前倾斜45°的单体支柱II（3），单体支柱I（1）和单体支柱II（3）之间放置方木条（2）增加摩擦力； S300～用连接套（5）连接单体支柱II（3）和工字钢（6），连接套（5）上端内部设有卡槽，卡槽形状与工字钢（6）截面相同，尺寸较工字钢（6）大，连接套（5）下端内部同样设有卡槽，形状与单体支柱顶盖相同，尺寸较单体支柱顶盖较大，工字钢（6）用吊索II（7）套住，保持其角度的稳定，使用单体支柱II（3）将工字钢（6）打入冒落区黄土内部； S400～重复步骤S300，布置成排的单体支柱并向黄土冒落区内打入一排倾斜的工字钢梁； S500～在斜排工字钢梁的支护下，沿巷道方向挖出500 mm内的黄土并运出，在巷道两壁用石块和水泥浆砌墙壁（8），在墙壁（8）上方架设横排工字钢（9），并用水泥浆将工字钢与墙壁砌合固定； S600～在架设好的横排工字钢棚（9）上方先布置背板（10），在背板（10）上铺设钢筋网（11），并在钢筋网（11）上纵向平铺一层木板（12），最后注入水泥浆形成人工假顶完成支护作业； S700～拆除单体支柱I（1）、单体支柱II（3）及吊索，将单单体支柱I（1）和单体支柱II（3）向已清理黄土的区域移进并固定； S800～重复进行步骤S300-S700，沿人工假顶边缘再次向黄土内部打入斜排工字钢梁，清理黄土并延长人工假顶； S900～架设数排斜工字钢梁并逐步清理黄土，制造覆盖整个黄土冒落区的人工假顶，完成整个冒落区黄土清理和支护工作。 2.根据权利要求1所述的黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，其特征在于：所述的单体支柱I（1）和单体支柱II（3）的间排距为500 mm，方木条（2）的尺寸为1400×200×200 mm。 3.根据权利要求1所述的黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，其特征在于：所述的工字钢（6）的型号为11#矿用工字钢，长度为3000 mm。 4.根据权利要求1所述的黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，其特征在于：所述的吊索I及吊索II都利用巷道原支护结构进行安置，型号均为6×37的钢丝绳，直径35 mm。 5.根据权利要求1所述的黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，其特征在于：所述的木板（12）厚度为20 40 mm，宽度为800 1000 mm，长度为500 mm。 ~ ~ 6.根据权利要求1所述的黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，其特征在于：所述的背板（10）为半圆形木条，半径为100 mm。
说明书全文	一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法技术领域 [0001] 本发明涉及巷道顶板支护领域，具体是一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法。背景技术 [0002] 巷道顶板冒顶是一种危害极大的井下灾害，不仅会严重影响井下生产，甚至会造成人员伤亡，若处理不当还会发生二次冒顶。现有常用的已掘巷道冒顶的处理方法有锚喷法、木垛法及锚索网注浆加固法等。但这些方法对于黄土层下巷道顶板冒落区的处理具有局限性，由于顶板上方为松散易流动的黄土，传统方法无法较好的控制黄土的继续冒落，影响了巷内黄土的清除以及顶板的修复工作。因此，需要一种更加安全可靠的黄土层下巷道顶板冒落区的处理方法，在清除巷内黄土的同时，又阻止上覆黄土的继续冒落，利于施工。发明内容 [0003] 本发明为了解决上述问题，提供一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法。 [0004] 本发明采取以下技术方案：一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，包括以下步骤。 [0005] S100～测量并确定冒落区范围，在冒落区后方支设一排倾斜角度为75°的单体支柱I。 [0006] S200～在原支护结构上利用吊索I吊设一排向前倾斜45°的单体支柱II，单体支柱I和单体支柱II之间放置方木条增加摩擦力。 [0007] S300～用连接套连接单体支柱II和工字钢，连接套上端内部设有卡槽，卡槽形状与工字钢截面相同，尺寸较工字钢大，连接套下端内部同样设有卡槽，形状与单体支柱顶盖相同，尺寸较单体支柱顶盖较大，工字钢用吊索II套住（吊索II在工字钢上方利用原支护结构安装），保持其角度的稳定，使用单体支柱II将工字钢打入冒落区黄土内部。 [0008] S400～重复步骤S300，布置成排的单体支柱并向黄土冒落区内打入一排倾斜的工字钢梁。 [0009] S500～在斜排工字钢梁的支护下，沿巷道方向挖出500 mm内的黄土并运出，在巷道两壁用石块和水泥浆砌墙壁，在墙壁上方架设横排工字钢，并用水泥浆将工字钢与墙壁砌合固定。 [0010] S600～在架设好的横排工字钢棚上方先布置背板，在背板上铺设钢筋网，并在钢筋网上纵向平铺一层木板，最后注入水泥浆形成人工假顶完成支护作业。 [0011] S700～拆除单体支柱I、单体支柱II及吊索，将单单体支柱I和单体支柱II向已清理黄土的区域移进并固定。 [0012] S800～重复进行步骤S300-S700，沿人工假顶边缘再次向黄土内部打入斜排工字钢梁，清理黄土并延长人工假顶。 [0013] S900～架设数排斜工字钢梁并逐步清理黄土，制造覆盖整个黄土冒落区的人工假顶，完成整个冒落区黄土清理和支护工作。 [0014] 所述第一排单体支柱在支护顶板的同时给第二排单体支柱提供反向支撑力，并且单体支柱间排距为500 mm。 [0015] 为保证第二排单体支柱倾斜角度对准顶板冒落区边缘，并保持稳定，所述吊索I上部固定于巷道原支护结构上，型号为6×37 钢丝绳，直径35 mm。 [0016] 为增加两排单体脚间相互作用力及稳定性，所述单体支柱下方的方木为一根长方体方木，规格为1400×200×200 mm。 [0017] 所述工字钢的型号为11#矿用工字钢，长度为3000 mm，足以打入黄土冒落区达到支护目的，阻止上方黄土继续向下方区域冒落，保证下方黄土安全清理。 [0018] 为了更好的保证作用力方向的一致性，因此安装了连接套，该连接套上、下两端内部分别设有与工字钢及单体支柱顶盖相对应的卡槽，可以固定单体支柱和工字钢，避免在单体作用过程中脱落伤人。 [0019] 为了更好的保证工字钢的稳定性及作用准确度，采用吊索II套住工字钢中上部，稳固工字钢，吊索II上部固定于巷道原支护结构上，型号为6×37钢丝绳，直径35 mm。 [0020] 采用铺锚网、木板+注水泥浆的方式制作假顶，形成完整的顶板。 [0021] 采用的锚网型号为8#铁丝网，网孔为菱形。 [0022] 采用的木板厚度为20 40 mm，宽度为800 1000 mm，长度为500 mm，根据巷道的宽~ ~度纵向铺设3 4块木板。 ~ [0023] 采用砌碹与工字钢横梁相结合的方式形成棚结构，保证顶板整体结构稳定。 [0024] 巷旁砌碹的高度与巷道高度一致，宽度视顶板的破断程度确定。 [0025] 工字钢横梁的间距为500 mm，采用长度与巷道宽度相一致的11#矿用工字钢。 [0026] 采用的背板为半圆形木条，半径为100 mm，长度与工字钢横梁宽度一致。 [0027] 采用小循环作业的方式不断进行打斜排工字钢梁、清理黄土和制造人工假顶的工作，可以在保证安全的的条件下提高作业效率。 [0028] 与现有技术相比，本发明提供的一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法设计合理、操作简单，在清除巷内黄土的同时，阻止上覆黄土的继续冒落，并且保证了施工的安全性，有效提高了冒落区处理的效率，适用性强。附图说明 [0029] 图1为本发明的黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法示意图；图2为本发明的巷道顶板冒落区单体支柱及斜排工字钢梁支护俯视图；图3为本发明的巷道顶板冒落区墙体及人工假顶支护正视图；图中1-单体支柱，2-方木，3-单体支柱，4-吊索I，5-连接套，6-工字钢，7-吊索II，8-石块墙，9-横排工字钢棚，10-金属网，11—木板，12—背板。具体实施方式 [0030] 一种黄土层下巷道顶板冒落区处理及支护方法，包括以下步骤，S100～测量并确定冒落区范围，在冒落区后方支设一排倾斜角度为75°的单体支柱I1。 [0031] S200～在原支护结构挂上吊索I4，利用吊索I4吊设一排向前倾斜45°的单体支柱II3，单体支柱I1和单体支柱II3之间放置方木条2增加摩擦力。 [0032] S300～用连接套5连接单体支柱II3和工字钢6，连接套5上端内部设有卡槽，卡槽形状与工字钢6截面相同，尺寸较工字钢6大，连接套5下端内部同样设有卡槽，形状与单体支柱顶盖相同，尺寸较单体支柱顶盖较大；在原支护结构上安置吊索II7套在工字钢中部，保持其角度的稳定，使用单体支柱II3将工字钢打入冒落区黄土内部。 [0033] S400～重复步骤S300，布置成排的单体支柱并向黄土冒落区内打入一排倾斜的工字钢梁。 [0034] S500～在斜排工字钢梁的支护下，沿巷道方向挖出500 mm内的黄土并运出，在巷道两壁用石块和水泥浆砌墙壁8，在墙壁8上方架设横排工字钢9，并用水泥浆将工字钢与墙壁砌合固定。 [0035] S600～在架设好的横排工字钢棚9上方先布置背板10，在背板10上铺设钢筋网11，并在钢筋网11上纵向平铺一层木板12，最后注入水泥浆形成人工假顶完成支护作业。 [0036] S700～拆除单体支柱I1、单体支柱II3及吊索，将单单体支柱I1和单体支柱II3向已清理黄土的区域移进并固定。 [0037] S800～重复进行步骤S300-S700，沿人工假顶边缘再次向黄土内部打入斜排工字钢梁，清理黄土并延长人工假顶。 [0038] S900～架设数排斜工字钢梁并逐步清理黄土，制造覆盖整个黄土冒落区的人工假顶，完成整个冒落区黄土清理和支护工作。 [0039] 为增加两排单体脚间相互作用力及稳定性，所述单体支柱下方的方木为一根长方体方木，规格为1400×200×200 mm。 [0040] 所述工字钢的型号为11#矿用工字钢，长度为3000 mm，足以打入黄土冒落区达到支护目的，阻止上方黄土继续向下方区域冒落，保证下方黄土安全清理。 [0041] 为了更好的保证作用力方向的一致性，因此安装了连接套，该连接套上、下两端内部分别设有与工字钢及单体支柱顶盖相对应的卡槽，可以固定单体支柱和工字钢，避免在单体作用过程中脱落伤人。 [0042] 为了更好的保证工字钢及单体支柱II的稳定性及作用准确度，在原支护结构上安置吊索I及吊索II，用吊索I套住单体支柱II的中部，吊索II套住工字钢中上部，稳固工字钢，吊索I及吊索II均采用型号为6×37钢丝绳制成，直径35 mm。 [0043] 采用铺锚网、木板+注水泥浆的方式制作假顶，形成完整的顶板。 [0044] 采用的锚网型号为8#铁丝网，网孔为菱形。 [0045] 采用的木板厚度为20 40 mm，宽度为800 1000 mm，长度为500 mm，根据巷道的宽~ ~度纵向铺设3 4块木板。 ~ [0046] 采用砌碹与工字钢横梁相结合的方式形成棚结构，保证顶板整体结构稳定。 [0047] 巷旁砌碹的高度与巷道高度一致，宽度视顶板的破断程度确定。 [0048] 工字钢横梁的间距为500 mm，采用长度与巷道宽度相一致的11#矿用工字钢。 [0049] 采用的背板为半圆形木条，半径为100 mm，长度与工字钢横梁宽度一致。 [0050] 采用小循环作业的方式不断进行打斜排工字钢梁、清理黄土和制造人工假顶的工作，可以在保证安全的的条件下提高作业效率。