專利名稱：一種煤礦巷道深層支護施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦巷道支護，是一種煤礦巷道深層支護施工方法。
背景技術(shù)：
煤礦巷道的支護質(zhì)量是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證?，F(xiàn)有煤礦巷道均采用鋼帶和錨 桿支護，由于頂板高度限制錨桿長度不能用于深層支護，為此，申請人于2006年研究了一 種用于深層支護的裝置用以替代錨桿，經(jīng)過使用證明效果較好。但是，支護裝置結(jié)構(gòu)的改進 雖有很多優(yōu)點，然而，當(dāng)用大型機械化采掘設(shè)備開采時，巷道寬度增大，巷道高度一般在2. 8 米左右，此時軟巖、軟煤層又處于煤井深部，使用現(xiàn)有支護施工方法難得到高強度支護。為 此，本領(lǐng)域采用散開式布置錨索單體支護施工方法用于增加強度。這種方法的不足是不連 體支護強度頂板穩(wěn)定性較難提高，在回采及動壓影響下，散開式布置的兩端頭支護容易使 頂板開裂、底板鼓起失效，造成回采支護困難較大，使回采推進速度降低，有時需要安裝2-3 次臨時支護和臥底，在費時費工的前提下，安全生產(chǎn)較難得到保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤礦巷道深層支護施工方法，它適用于深層支護，形成 的拱形承載受力，可分散減輕直接對頂板垂直壓力、沖擊力及造成底鼓，從而解決已有技術(shù) 存在的問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種煤礦巷道深層支護施工方 法，包括以下步驟
①在寬度為5米、高度為2.9米的巷道頂部鉆4-6個孔，孔的深度4-6米，每兩個孔之 間距離為0. 8-1. 2米，孔的直徑為25-28毫米；
②將錨固劑置入深孔內(nèi)；
③取長度為4.5-6. 5米、直徑為18毫米或22毫米的左旋鋼鉸線，將鋼絞線一端打入 孔內(nèi)，采用錨桿鉆機帶動鋼絞線右旋轉(zhuǎn)動，使其與錨固劑充分攪拌，右旋推進的鋼絞線使 錨固劑牢牢握裹粘著在左旋鋼絞線上，錨固劑與鋼鉸線粘著長度為錨固段，錨固段長度為 2. 0-4. 0米，錨固段長度的底端距巷道頂端距離為2米以上；
④取長條狀鋼帶，在鋼帶上開設(shè)錐形通孔，將錐形通孔內(nèi)裝入3個弧狀鎖緊塊，每個鎖 緊塊外表面均為斜面，內(nèi)表面均為直面，每個鎖緊塊的內(nèi)表面上均設(shè)置螺紋，3個弧狀鎖緊 塊圍成截錐體，截錐體中部是空腔，鋼鉸線一端置入該空腔內(nèi)被鎖緊；
⑤將長條狀鋼帶貼在巷道頂部，使煤層或巖層壓力傳遞在整個錨固段鋼絞線上，通過 鋼絞線傳遞給長條狀鋼帶整體上，受力狀況形成拱形支撐體。步驟中④所述的長條狀鋼帶中部設(shè)置凸臺，凸臺貫穿長條狀鋼帶的整個長度，凸臺兩 底端分別與第一斜面和第二斜面的最高處連接，凸臺背面的長度方向上至少開設(shè)2個長條形凹
3槽，長條形凹槽兩個開口端分別與第一平面和第二平面內(nèi)端連接，第一平面的外端與第一斜面 逐漸向外延伸的外端邊沿相交，第二平面的外端與第二斜面逐漸向外延伸的外端邊沿相交，每 兩個長條形凹槽之間設(shè)置一個支撐實體，支撐實體的平面與第一平面和第二平面處于同一平 面內(nèi)，或支撐實體的平面低于第一平面和第二平面，或支撐實體的平面高于第一平面和第二平 面，支撐實體上開設(shè)通孔，支撐實體與長條形凹槽相連接處為弧狀連接。錐形通孔開設(shè)在支撐 實體上，錐形通孔的大端直徑位于凸臺平面處。支撐實體的長度L是60-120毫米。每個鎖緊 塊的高度均為40-49. 5毫米，截錐體中部的空腔直徑為16. 5-23. 5毫米。在巷道處在回采施工 中，在長條狀鋼帶的凸臺處安裝單體支柱，單體支柱頂面開設(shè)凹槽，凹槽卡在凸臺1外壁上。 凸臺的高度H3為21 -40毫米，長條形凹槽處的凸臺的厚度H2是6_12毫米。本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在以下幾方面用這種施工方法完成的巷道深層支護，能 使煤層或巖層壓力傳遞在整個錨固段鋼絞線上，并通過鋼鉸線傳遞給長條狀鋼帶整體上， 其受力狀況能形成拱形支撐體，將壓力沿拱形向外分散，能夠阻擋、分散動壓影響及破壞， 使支護強度有較大提高，施工非常方便、本發(fā)明的方法是目前在軟巖、軟煤、深礦井防底板 鼓支護的唯一安全可靠的方法。本發(fā)明的施工方法能使深層支護的整體支護強度大幅提高的同時，避免了回采時 的巷道兩端頭的支護失效的問題，并使現(xiàn)有技術(shù)在回采時需要安裝頂梁、架設(shè)替棚、拆卸替 棚等所有方法全部廢除，本發(fā)明在回采時直接將單體支柱安裝在長條狀鋼帶的凸臺處即 可，從而使回采施工進度提高了 90%左右，使成本降低了 60%左右。


附圖1是本發(fā)明施工方法中使用的長條狀鋼帶結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖1中A-A 剖視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是附圖2中B-B剖面放大結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是附圖2中C-C剖視 放大結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是本發(fā)明施工方法中鋼絞線與長條狀鋼帶組裝示意圖；附圖6是 附圖5中D向放大結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7是本發(fā)明施工方法中回采時的單體支柱安裝示意圖； 附圖8是附圖7中E向放大結(jié)構(gòu)示意圖；附圖9是本發(fā)明施工方法形成的深井支護拱形承 載力示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所述的施工方法，包括以下步驟
①在寬度為5米、高度為2.9米的巷道頂部鉆4-6個孔，孔的深度4-6米，每兩個孔之 間距離為0. 8-1. 2米，孔的直徑為25-28毫米；
②將錨固劑置入深孔內(nèi)；
③取長度為4.5-6. 5米、直徑為18毫米或22毫米的左旋鋼鉸線，將鋼絞線一端打入孔 內(nèi)，采用錨桿鉆機帶動鋼絞線與錨固劑充分攪拌，右旋推進的鋼絞線使錨固劑牢牢握裹粘 著在左旋鋼絞線上，錨固劑與鋼鉸線粘著高度為錨固段，錨固段長度為2. 0-4. 0米，錨固段 長度的底端距巷道頂端距離為2米以上；
④取長條狀鋼帶，在鋼帶上開錐形通孔，將錐形通孔內(nèi)裝入3個弧狀鎖緊塊9，每個鎖 緊塊9外表面均為斜面，內(nèi)表面均為直面，每個鎖緊塊9的內(nèi)表面上均設(shè)置螺紋11，3個弧 狀鎖緊塊9圍成截錐體，截錐體中部是空腔，鋼鉸線10另一端置入該空腔內(nèi)被鎖緊；⑤將長條狀鋼帶貼在巷道頂部，使煤層或巖層壓力傳遞在整個錨固段鋼絞線上，通過 鋼絞線傳遞給長條狀鋼帶整體上，受力狀況形成拱形支撐體。按照本發(fā)明方法施工后形成 的深井支護呈拱形承載力分布，如圖9所示。它取代了錨桿支護并使煤(巖)承載厚度加大， 產(chǎn)生了一個拱形自抗拱體，能夠阻擋、分散減輕對頂板垂直壓力和沖擊，避免片幫和底鼓現(xiàn) 象的發(fā)生。本發(fā)明所述的施工方法中使用的鎖緊塊的優(yōu)點突出，使支護強度進一步增加，由 于鎖緊塊能夠緊密貼在支撐實體5的錐孔內(nèi)，同時并能夠裹緊鋼絞線，形成穩(wěn)定支撐，使鋼 鉸線在巖層或煤層大于2米以上的深孔中推進與錨固劑在極小的間隙充分攪拌，使錨固劑 牢牢握裹鋼鉸線后，鋼絞線的另一端能夠快速被鎖緊塊緊密高度鎖緊，并將承載力傳遞至 支撐實體，進而使承載力均布在長條狀鋼帶上。本發(fā)明所述的施工方法在回采巷道掘進時， 將單體支柱支撐在長條狀鋼帶的凸臺部位，一條長條狀鋼帶的凸臺上安裝4-6個單體支柱 支撐，回采時走向成百個單體支柱排列為2-3 一般每排支撐2-4排單體支柱，當(dāng)采煤面 逐步推進后，將后排單體支柱卸掉再向前移動一排支撐在長條狀鋼帶上，其具體施工方法 是在巷道回采施工中，在長條狀鋼帶的凸臺1處安裝單體支柱12，單體支柱12頂面開設(shè)凹 槽13，凹槽13卡在凸臺1外壁上。本發(fā)明的施工方法將巷道頂部的支護及回采巷道的施 工融為一種方法，使煤礦掘進速度大幅度提高。這種結(jié)構(gòu)能夠用于替代現(xiàn)有技術(shù)中回采時， 安裝頂梁、架設(shè)替棚及拆卸替棚等極其繁瑣、勞動強度大、施工人數(shù)眾多的技術(shù)方案，在安 全性極高的前提下，使生產(chǎn)成本大幅度降低，施工進度大幅加快。由于現(xiàn)有鋼帶在支護中出現(xiàn)裂紋、凸起部位撕裂及鋼帶斷裂等現(xiàn)象，所以，本發(fā)明 的施工方法中對鋼帶結(jié)構(gòu)做了改進，為了達到更好的支護效果，在施工方法中使用的鋼帶 結(jié)構(gòu)為長條狀鋼帶中部設(shè)置凸臺1，凸臺1貫穿長條狀鋼帶的整個長度，凸臺1兩底端分 別與第一斜面3和第二斜面2的最高處連接，凸臺1背面的長度方向上至少開設(shè)2個長條 形凹槽4，長條形凹槽4兩個開口端分別與第一平面7和第二平面8內(nèi)端連接，第一平面7 的外端與第一斜面3逐漸向外延伸的外端邊沿相交，第二平面8的外端與第二斜面2逐漸 向外延伸的外端邊沿相交，每兩個長條形凹槽4之間設(shè)置一個支撐實體5，支撐實體5的平 面與第一平面7和第二平面8處于同一平面內(nèi)，或支撐實體5的平面低于第一平面7和第 二平面8，或支撐實體5的平面高于第一平面7和第二平面8，支撐實體5上開設(shè)通孔6，支 撐實體5與長條形凹槽4相連接處為弧狀連接。這種結(jié)構(gòu)的鋼帶可在本發(fā)明施工方法中的 支護和回采中使鋼帶不出現(xiàn)裂紋、凸起部位不出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象，鋼帶也不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，并同 時保持了鋼帶凸起部位的彈性、緩沖承載力及緊貼頂板的各種性能。本發(fā)明進一步的方案如下為了便于鎖緊鋼絞線，增加支護強度，將錐形通孔開設(shè) 在支撐實體5上，錐形通孔的大端直徑位于凸臺1平面處。進一步研究表明，支撐實體5的長度L為60-120毫米，是用于深層支護中安全性 高、重量輕，使長條狀鋼帶整體強度基本相等的要素，它能夠?qū)崿F(xiàn)承載頂部壓力的同時，使 壓力通過支撐實體傳遞至整體長條狀鋼帶上，使長條狀鋼帶整體受力均勻。本發(fā)明所述的每個鎖緊塊9的高度均為40-49. 5毫米，3個鎖緊塊圍成的截錐體中 部的空腔直徑為16. 5-23. 5毫米，這是進一步保證高安全性、達到支護效果的最好要素。本發(fā)明的凸臺1的高度H3為21 -40毫米，長條形凹槽4處的凸臺1的厚度H2是 6-12毫米，這種尺寸要素能夠進一步滿足承載力為330-570KN的匹配結(jié)構(gòu)。圖中Hl是長條 狀鋼帶的高度。
權(quán)利要求
一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于包括以下步驟①在寬度為5米、高度為2.9米的巷道頂部鉆4 6個孔，孔的深度4 6米,每兩個孔之間距離為0.8 1.2米，孔的直徑為25 28毫米；②將錨固劑置入深孔內(nèi)；③取長度為4.5 6.5米、直徑為18毫米或22毫米的左旋鋼鉸線，將鋼絞線一端打入孔內(nèi)，采用錨桿鉆機帶動鋼絞線右旋轉(zhuǎn)動，使其與錨固劑充分攪拌，右旋推進的鋼絞線使錨固劑牢牢握裹粘著在左旋鋼絞線上，錨固劑與鋼鉸線粘著長度為錨固段，錨固段長度為2.0 4.0米，錨固段長度的底端距巷道頂端距離為2米以上；④取長條狀鋼帶，在鋼帶上開設(shè)錐形通孔，將錐形通孔內(nèi)裝入3個弧狀鎖緊塊(9)，每個鎖緊塊(9)外表面均為斜面,內(nèi)表面均為直面，每個鎖緊塊(9)的內(nèi)表面上均設(shè)置螺紋(11)，3個弧狀鎖緊塊(9)圍成截錐體，截錐體中部是空腔，鋼鉸線(10)一端置入該空腔內(nèi)被鎖緊；⑤將長條狀鋼帶貼在巷道頂部，使煤層或巖層壓力傳遞在整個錨固段鋼絞線上，通過鋼絞線傳遞給長條狀鋼帶整體上，受力狀況形成拱形支撐體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于步驟中④所 述的長條狀鋼帶中部設(shè)置凸臺(1)，凸臺(1)貫穿長條狀鋼帶的整個長度，凸臺(1)兩底端 分別與第一斜面(3)和第二斜面(2)的最高處連接，凸臺(1)背面的長度方向上至少開設(shè)2 個長條形凹槽(4)，長條形凹槽(4)兩個開口端分別與第一平面(7)和第二平面(8)內(nèi)端連 接，第一平面(7)的外端與第一斜面(3)逐漸向外延伸的外端邊沿相交，第二平面(8)的外 端與第二斜面(2)逐漸向外延伸的外端邊沿相交，每兩個長條形凹槽(4)之間設(shè)置一個支 撐實體(5)，支撐實體(5)的平面與第一平面(7)和第二平面(8)處于同一平面內(nèi)，或支撐實 體(5)的平面低于第一平面(7)和第二平面(8)，或支撐實體(5)的平面高于第一平面(7) 和第二平面(8)，支撐實體(5)上開設(shè)通孔(6)，支撐實體(5)與長條形凹槽(4)相連接處為 弧狀連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于錐形通孔開 設(shè)在支撐實體(5)上，錐形通孔的大端直徑位于凸臺(1)平面處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于支撐實體(5) 的長度L是60-120毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于每個鎖緊塊 (9)的高度均為40-49. 5毫米，截錐體中部的空腔直徑為16. 5-23. 5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于在巷道處在 回采施工中，在長條狀鋼帶的凸臺(1)處安裝單體支柱(12)，單體支柱(12)頂面開設(shè)凹槽 (13)，凹槽(13)卡在凸臺(1)外壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦巷道深層支護施工方法，其特征在于凸臺(1)的高 度H3為21 -40毫米，長條形凹槽(4)處的凸臺(1)的厚度H2是6_12毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦巷道深層支護施工方法，包括以下步驟①在寬度為5米、高度為2.9米的巷道頂部鉆4-6個孔；②將錨固劑置入深孔內(nèi)；③取左旋鋼鉸線，將鋼絞線一端打入孔內(nèi)，采用錨桿鉆機帶動鋼絞線右旋轉(zhuǎn)動，使其與錨固劑充分攪拌，右旋推進的鋼絞線使錨固劑牢牢握裹粘著在左旋鋼絞線上；④取長條狀鋼帶，在鋼帶上開設(shè)錐形通孔，將錐形通孔內(nèi)裝入3個弧狀鎖緊塊，鋼鉸線一端置入該空腔內(nèi)被鎖緊；⑤將長條狀鋼帶貼在巷道頂部，使煤層或巖層壓力傳遞在整個錨固段鋼絞線上，通過鋼絞線傳遞給長條狀鋼帶整體上，受力狀況形成拱形支撐體。本發(fā)明適用于深層支護，形成的拱形承載受力，可分散減輕直接對頂板垂直壓力、沖擊力及造成底鼓，從而解決已有技術(shù)存在的問題。
文檔編號E21D20/00GK101899987SQ20101024722
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者孔令增, 孔祥清 申請人:孔祥清