專利名稱：一種控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井下用于煤礦沿空留巷的支護(hù)工程，尤其是一種沿空留巷充填墻體內(nèi)移的控制方法。
背景技術(shù)：
沿空留巷實(shí)質(zhì)是工作面采煤后沿采空區(qū)邊緣維護(hù)原回采巷道，是一種較為先進(jìn)的采煤巷道布置方法，可以減少巷道掘進(jìn)、緩和采掘關(guān)系、提高煤炭資源的回收、延長(zhǎng)礦井壽命和改善巷道圍巖應(yīng)力。近年來(lái)，針對(duì)高瓦斯、高地壓、低透氣性煤層群開(kāi)采過(guò)程中瓦斯治理難題，有關(guān)學(xué)者提出留巷鉆孔法煤與瓦斯共采技術(shù)，即采用沿空留巷首采關(guān)鍵卸壓層，形成無(wú)煤柱連續(xù)開(kāi)采，同時(shí)在沿空留巷內(nèi)布置上下向高低位抽采鉆孔直達(dá)卸壓瓦斯富集區(qū)域，實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽采卸壓瓦斯與綜采工作面采煤同步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高效的工業(yè)化煤與瓦斯共采，極大地改善煤炭企業(yè)安全條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，沿空留巷的應(yīng)用和發(fā)展較為迅速。隨著科學(xué)技術(shù)即采礦機(jī)械化的不斷發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)沿采空區(qū)邊緣快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)的混凝土充填墻體，在整個(gè)留巷期間完整性好，承載力高，能夠形成足夠的切頂強(qiáng)度，安全可靠，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛接受。沿空留巷充填墻體除了承受破斷的直接頂和老頂?shù)淖灾剌d荷外，更要抵抗砌體梁結(jié)構(gòu)中的弧形三角塊回轉(zhuǎn)變形下沉過(guò)程中產(chǎn)生的附加力。但是附加力存在一個(gè)水平分量，形成較高的水平推力，使充填墻體發(fā)生向巷道的強(qiáng)烈滑移，最大內(nèi)移量超過(guò)lm，并擠壓底板，導(dǎo)致底鼓量急劇增大，甚至超過(guò)頂?shù)装逡平康?5%，又加劇充填墻體向巷道滑移，形成反復(fù)惡性循環(huán)，巷道斷面急劇收縮，給瓦斯抽采鉆孔施工以及工作面通風(fēng)帶來(lái)極大的困難，嚴(yán)重威脅礦山的安全生產(chǎn)。目前，限制充填墻體向巷道的強(qiáng)烈滑移方法不多，僅見(jiàn)通過(guò)設(shè)置連接頂?shù)装宓亩喔辜翦^桿來(lái)限制充填墻體與頂板發(fā)生錯(cuò)動(dòng)措施，但錨桿抗剪能力差，實(shí)際控制效果并不理想，難以有效控制充填墻體位移。因此，如何控制充填墻體滑移是沿空留巷亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決沿空留巷充填墻體內(nèi)移難題，本發(fā)明提供了一種控制沿空留巷充填墻體滑移的方法。該方法支護(hù)強(qiáng)度高、安全可靠、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，對(duì)其他工序影響小，是一種能有效控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種控制沿空留巷充填墻體滑移的方法，該方法包括以下步驟:A、在采煤工作面后方IOm以外的沿空留巷底板的中部均勻布置控底連接裝置，并將控底連接裝置的長(zhǎng)槽鋼與巷道走向平行擺放；B、緊貼充填墻體和實(shí)體煤幫底角均勻布置走向槽鋼；C、將控幫單體液壓支柱的底座抵在控底連接裝置中的長(zhǎng)槽鋼中部，頂蓋頂住走向槽鋼，緊貼底板垂直兩幫安裝控幫單體液壓支柱，并提供初撐力升起控幫單體液壓支柱，將高支護(hù)阻力通過(guò)控幫單體液壓支柱傳遞給充填墻體和實(shí)體煤幫，達(dá)到控制充填墻體滑移的目的；D、在控底連接裝置中方形開(kāi)口處，控底單體液壓支柱的上端按照常規(guī)方法掛鉸接頂梁，給予初撐力升起控底單體液壓支柱，以增加控幫單體液壓支柱穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高控制充填墻體滑移的效果；E、隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)，將工作面后方60m以外的控底連接裝置、控幫單體液壓支柱、走向槽鋼、控底單體液壓支柱以及鉸接頂梁不斷地撤掉，并重復(fù)以上步驟。進(jìn)一步，所述充填墻體滑移的控制范圍為工作面后方l(T60m ;單體液壓支柱排距取值 O. 8m"1. 2mο進(jìn)一步，所述控底連接裝置是由方形鐵板、兩個(gè)平行布置的長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)垂直于長(zhǎng)槽鋼的短槽鋼構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)短槽鋼布置在方形鐵板上表面，該兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)短槽鋼圍成一方形開(kāi)口位于方形鐵板中部；方形鐵板的長(zhǎng)度大于400mm，厚度大于IOmm ;長(zhǎng)槽鋼和短槽鋼槽鋼型號(hào)相同，槽鋼寬度介于20(T250mm ;方形開(kāi)口的寬度介于20(T250mm。進(jìn)一步，所述走向槽鋼的槽鋼型號(hào)與長(zhǎng)槽鋼一致，槽鋼寬度介于20(T250mm ;走向槽鋼長(zhǎng)度為單體液壓支柱排距的2. 5^2. 8倍。進(jìn)一步，所述控幫單體液壓支柱和控底單體液壓支柱的初撐力均大于100kN。本發(fā)明提供技術(shù)方案的有益效果是
(O能對(duì)充填墻體提供較高的支撐力，有效控制充填墻體滑移錯(cuò)動(dòng)。目前單體液壓支柱的初撐力普遍可以達(dá)到IOOkN,工作阻力能達(dá)到150kN，甚至超過(guò)300kN。高支撐力通過(guò)單體液壓支柱以及配套裝置傳遞給巷道充填墻體與實(shí)體煤幫，能有效控制充填墻體滑移和底鼓;
(2)控制系統(tǒng)安全可靠。底鼓會(huì)影響底板安裝的單體液壓支柱與控底裝置的穩(wěn)定性，為了保證底板裝置的穩(wěn)定性，特在控底連接裝置與頂板之間安裝單體液壓支柱，利用該單體液壓支柱本身所具有的高支護(hù)阻力，能夠有效控制底鼓，實(shí)現(xiàn)充填墻體控制裝置的安全性與可靠性。(3)設(shè)備材料可循環(huán)利用，成本低。單體液壓支柱具有支護(hù)阻力高、支設(shè)方便和移動(dòng)靈活等特點(diǎn)，在采煤工作面被廣泛采用，只需加工相應(yīng)的控底連接裝置，本方法采用的設(shè)備及材料均可以循環(huán)利用，綜合成本較低；
(4)施工工藝簡(jiǎn)單，操作容易。將加工好的控底連接裝置布置沿空留巷底板的中間，然后安裝單體液壓支柱，使充填墻體控制裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，則標(biāo)志著整個(gè)安裝工作已完成。施工工藝簡(jiǎn)單，操作方便，且對(duì)留巷瓦斯鉆孔施工等其他工序影響小。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置方法俯視圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置方法截面圖。圖3是控底連接結(jié)構(gòu)的加工示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明 1-沿空留巷，2-控底連接裝置，201-方形鐵板，202-長(zhǎng)槽鋼，203-短槽鋼，204-方形開(kāi)口，3-控幫單體液壓支柱，4-走向槽鋼，5-控底單體液壓支柱，6-鉸接頂梁，7-充填墻體，8-實(shí)體煤幫。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明提供一種控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，該方法包括以下步驟A、在采煤工作面后方IOm以外的沿空留巷底板的中部均勻布置控底連接裝置2，該控底連接裝置2是由方形鐵板201、兩個(gè)平行布置的長(zhǎng)槽鋼202和兩個(gè)垂直于長(zhǎng)槽鋼202的短槽鋼203構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)短槽鋼布置在方形鐵板上表面，該兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)短槽鋼圍成一方形開(kāi)口 204位于方形鐵板中部；方形鐵板201的長(zhǎng)度大于400mm，厚度大于IOmm ;長(zhǎng)槽鋼202和短槽鋼203槽鋼型號(hào)相同，槽鋼寬度介于20(T250mm ;方形開(kāi)口 204的寬度介于20(T250mm ;并將控底連接裝置2的長(zhǎng)槽鋼202與巷道走向平行擺放；B、緊貼充填墻體7和實(shí)體煤幫8底角均勻布置走向槽鋼4，走向槽鋼4的槽鋼型號(hào)與長(zhǎng)槽鋼202 —致，槽鋼寬度介于20(T250mm ;走向槽鋼4長(zhǎng)度為單體液壓支柱排距的2. 5 2. 8倍；C、將控幫單體液壓支柱3的底座抵在控底連接裝置中的長(zhǎng)槽鋼202中部，頂蓋頂住走向槽鋼4，緊貼底板垂直兩幫安裝控幫單體液壓支柱3，并提供初撐力升起控幫單體液壓支柱3，控幫單體液壓支柱3排距取值O. SnTl. 2m，控幫單體液壓支柱3的初撐力均大于IOOkN ;將高支護(hù)阻力通過(guò)控幫單體液壓支柱3傳遞給充填墻體7和實(shí)體煤幫8，達(dá)到控制充填墻體滑移的目的；D、在控底連接裝置2中方形開(kāi)口 204處，控底單體液壓支柱5的上端按照常規(guī)方法掛鉸接頂梁6，給予初撐力升起控底單體液壓支柱5，控底單體液壓支柱5的初撐力均大于100kN，以增加控幫單體液壓支柱3穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高控制充填墻體滑移的效果；E、隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)，將工作面后方60m以外的控底連接裝置2、控幫單體液壓支柱3、走向槽鋼4、控底單體液壓支柱5以及鉸接頂梁6不斷地撤掉，并重復(fù)以上步驟，充填墻體滑移的控制范圍為工作面后方l(T60m。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)原理所作的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:A、在采煤工作面后方IOm以外的沿空留巷底板的中部均勻布置控底連接裝置(2)，并將控底連接裝置(2)的長(zhǎng)槽鋼(202)與巷道走向平行擺放； B、緊貼充填墻體(7)和實(shí)體煤幫(8)底角均勻布置走向槽鋼(4); C、將控幫單體液壓支柱(3)的底座抵在控底連接裝置中的長(zhǎng)槽鋼(202)中部，頂蓋頂住走向槽鋼(4)，緊貼底板垂直兩幫安裝控幫單體液壓支柱(3)，并提供初撐力升起控幫單體液壓支柱(3)，將高支護(hù)阻力通過(guò)控幫單體液壓支柱(3)傳遞給充填墻體(7)和實(shí)體煤幫(8)，達(dá)到控制充填墻體滑移的目的； D、在控底連接裝置(2)中方形開(kāi)口(204)處，控底單體液壓支柱(5)的上端按照常規(guī)方法掛鉸接頂梁(6)，給予初撐力升起控底單體液壓支柱(5)，以增加控幫單體液壓支柱(3)穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高控制充填墻體滑移的效果； E、隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)，將工作面后方60m以外的控底連接裝置(2)、控幫單體液壓支柱(3)、走向槽鋼(4)、控底單體液壓支柱(5)以及鉸接頂梁(6)不斷地撤掉，并重復(fù)以上步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，其特征在于，所述充填墻體滑移的控制范圍為工作面后方l(T60m ;單體液壓支柱排距取值O. 8nTl. 2m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，其特征在于，所述控底連接裝置(2)是由方形鐵板(201)、兩個(gè)平行布置的長(zhǎng)槽鋼(202)和兩個(gè)垂直于長(zhǎng)槽鋼(202)的短槽鋼(203)構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)短槽鋼布置在方形鐵板上表面，該兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和兩個(gè)短槽鋼圍成一方形開(kāi)口(204)位于方形鐵板中部；方形鐵板(201)的長(zhǎng)度大于400mm，厚度大于IOmm ;長(zhǎng)槽鋼(202)和短槽鋼(203)槽鋼型號(hào)相同，槽鋼寬度介于20(T250mm ;方形開(kāi)口(204)的寬度介于200 250臟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，其特征在于，所述走向槽鋼(4)的槽鋼型號(hào)與長(zhǎng)槽鋼(202) —致，槽鋼寬度介于20(T250mm ;走向槽鋼(4)長(zhǎng)度為單體液壓支柱排距的2. 5^2. 8倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，其特征在于，所述控幫單體液壓支柱(3)和控底單體液壓支柱(5)的初撐力均大于100kN。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于礦井下控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法，在采煤工作面的后方充填墻體承載滑移的范圍內(nèi)，將控底連接裝置布置在底板中間，緊貼底板在控底連接裝置與充填墻體和實(shí)體煤幫之間分別安裝單體液壓支柱，然后在控底連接裝置與頂板之間安裝單體液壓支柱，利用單體液壓支柱本身所具有的高支護(hù)阻力，有效控制充填墻體向巷內(nèi)移動(dòng)；該方法支護(hù)強(qiáng)度高、安全可靠、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，對(duì)其他工序影響小，是一種能有效控制沿空留巷充填墻體內(nèi)移的方法。
文檔編號(hào)E21F15/00GK103061805SQ20131001033
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者王成, 陳曉祥, 勾攀峰, 徐匯, 韓學(xué)鋒 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)