Gfrp管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦巷道支護(hù)技術(shù)，尤其涉及一種GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沿空留巷是指將已采工作面后方的回采巷道用一定的方法沿采空區(qū)邊緣保護(hù)下來(lái)，作為下一工作面的回采巷道。沿空留巷不僅可以取消區(qū)段保護(hù)煤柱，最大限度回收資源，避免煤體損失，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)工作面“Y”型通風(fēng)，從根本上解決工作面瓦斯超限難題。
[0003]GFRP管是玻璃纖維增強(qiáng)塑料管，它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強(qiáng)材料，以合成樹(shù)脂作基體材料的一種復(fù)合材料。這種玻璃鋼管具有耐腐蝕性、輕質(zhì)高強(qiáng)、安裝方便、壽命長(zhǎng)、綜合造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于石油、煤氣輸送、礦山等行業(yè)，是沿空留巷巷旁中心支護(hù)體的理想材料。
[0004]到目前為止，我國(guó)在沿空留巷理論與技術(shù)研究方面做了大量的工作，在條件較好的薄及中厚煤層采煤工作面的沿空留巷技術(shù)已日趨完善，巷旁支護(hù)、巷內(nèi)支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)及煤幫加固技術(shù)已趨成熟，但是留巷效果并不理想，并且隨著煤層埋深加大、采厚增加，在條件困難的中厚煤層或厚煤層較大斷面巷道中采用沿空留巷技術(shù)仍存在著一些技術(shù)難題，限制了巷旁充填技術(shù)的推廣應(yīng)用。例如大埋深厚煤層大斷面沿空留巷，采場(chǎng)圍巖結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律與薄及中厚煤層有著顯著不同，其開(kāi)采擾動(dòng)劇烈，礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈，更易造成沿空留巷巷旁支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞失穩(wěn)，尤其是巷旁充填墻體。
[0005]目前，隨著錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用和巷旁充填技術(shù)的不斷完善，沿空留巷技術(shù)水平得到大幅度提高。目前，巷旁充填墻體主要以高水速凝材料和混凝土膏體材料為主，支護(hù)效果得到大幅度改善。
[0006]隨著煤層埋深加大、采厚增加，在厚煤層綜放工作面沿空留巷，其上覆巖層活動(dòng)劇烈，而巷旁充填墻體高度也較大，造成其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較差。上述充填材料構(gòu)筑的巷旁充填體的強(qiáng)度已很難維持頂板的平衡，也制約了充填體高度增加，同時(shí)普遍偏高的成本也限制了巷旁充填技術(shù)的推廣應(yīng)用。
[0007]大量實(shí)踐表明，沿空留巷巷旁充填墻體各個(gè)部位的礦壓顯現(xiàn)特征有較為明顯的區(qū)別，巷旁充填墻體側(cè)面中上部壓裂片落現(xiàn)象嚴(yán)重，中下部向巷內(nèi)移近量較大。巷內(nèi)即使采用架設(shè)木點(diǎn)柱、單體液壓支柱等方式也不能有效防止巷旁充填墻體側(cè)面大面積壓裂片落，木點(diǎn)柱劈裂或折斷、單體液壓支柱彎曲變形嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致巷旁充填墻體承載能力下降，易誘發(fā)巷旁支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞失穩(wěn)，使得一些礦井在應(yīng)用厚煤層綜放工作面沿空留巷技術(shù)時(shí)沒(méi)有取得預(yù)期的效果，甚至留巷失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，且適用于大埋深厚煤層沿空留巷的GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法。
[0009]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明的GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法，包括:
[0011]在沿空留巷巷旁支護(hù)體位置的中心每隔2?3m安設(shè)玻璃鋼管混凝土墩柱，以此玻璃鋼管墩柱為中心構(gòu)建巷旁支護(hù)空間，在所述巷旁支護(hù)空間內(nèi)填筑矸石墻體，所述矸石墻體的兩側(cè)噴混凝土封閉，并向矸石墻體內(nèi)注入快硬水泥漿使其膠結(jié)，最終形成以GFRP管混凝土墩柱為中心骨架、矸石膠結(jié)墻體為輔助保護(hù)的巷旁支護(hù)體。
[0012]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法，以玻璃鋼管墩柱為中心構(gòu)建巷旁支護(hù)空間，在巷旁支護(hù)空間內(nèi)填筑矸石墻體，矸石墻體的兩側(cè)噴混凝土封閉，并向矸石墻體內(nèi)注入快硬水泥漿使其膠結(jié)，最終形成以GFRP管混凝土墩柱為中心骨架、矸石膠結(jié)墻體為輔助保護(hù)的巷旁支護(hù)體。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，且適用于大埋深厚煤層沿空留巷的巷旁支護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法的模擬工作面布置示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例沿空留巷斷面示意圖。
[0015]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例沿空留巷巷旁支護(hù)體俯視示意圖。
[0016]圖3b為本發(fā)明實(shí)施例沿空留巷巷旁支護(hù)體正視示意圖。
[0017]圖4a、圖4b、圖4c分別為本發(fā)明實(shí)施例沿空留巷巷旁充填體截面示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中施工步序流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明的GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0021 ]在沿空留巷巷旁支護(hù)體位置的中心每隔2?3m安設(shè)玻璃鋼管混凝土墩柱，以此玻璃鋼管墩柱為中心構(gòu)建巷旁支護(hù)空間，在所述巷旁支護(hù)空間內(nèi)填筑矸石墻體，所述矸石墻體的兩側(cè)噴混凝土封閉，并向矸石墻體內(nèi)注入快硬水泥漿使其膠結(jié)，最終形成以GFRP管混凝土墩柱為中心骨架、矸石膠結(jié)墻體為輔助保護(hù)的巷旁支護(hù)體。
[0022]留巷時(shí)以玻璃鋼管混凝土為中心，用鋼帶、錨桿和鋼筋網(wǎng)構(gòu)筑所述巷旁支護(hù)體空間，將采空區(qū)冒落矸石或掘進(jìn)矸石填入空間內(nèi)，并預(yù)先在空間內(nèi)埋設(shè)注漿管，填滿之后在空間靠近采空區(qū)側(cè)和靠近煤幫側(cè)噴混凝土，形成臨時(shí)墻體，I?2天后通過(guò)注漿管向臨時(shí)墻內(nèi)注入快硬水泥漿，I天后水泥漿與矸石膠結(jié)凝固，最終形成矸石膠結(jié)墻體。
[0023]所述玻璃鋼管混凝土墩柱選直徑300?400mm、壁厚10?15mm玻璃鋼管，灌注高強(qiáng)度快硬混凝土制作而成，混凝土選強(qiáng)度等級(jí)C50?C60。
[0024]本發(fā)明的GFRP管混凝土墩柱及矸石混凝土墻沿空留巷的方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，且適用于大埋深厚煤層沿空留巷的GFRP管混凝土墩柱與矸石混凝土墻巷旁支護(hù)系統(tǒng)及支護(hù)。
[0025]本發(fā)明是在巷旁支護(hù)體中心每隔一定距離(2?3m)安設(shè)GFRP管混凝土墩柱，以此玻璃鋼管墩柱為中心構(gòu)建一定寬度的巷旁支護(hù)空間，支護(hù)空間內(nèi)填筑矸石墻體，矸石墻體兩側(cè)噴混凝土封閉，利用注漿栗通過(guò)預(yù)置注漿管向矸石墻體注入快硬水泥漿使其膠結(jié)，最終形成以GFRP管混凝土墩柱為中心骨架、矸石膠結(jié)墻體為輔助保護(hù)的巷旁支護(hù)體。
[0026]GFRP管混凝土墩柱與矸石膠結(jié)墻沿空留巷技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)如下:
[0027]一是中心玻璃鋼管混凝土墩柱。采用大直徑厚壁鋼管，灌注高強(qiáng)度快硬混凝土制作而成。玻璃鋼管可選直徑300?400mm，壁厚10?15mm，混凝土可選強(qiáng)度等級(jí)C50?C60。玻璃鋼管內(nèi)灌注快硬混凝土 Id之后，中心墩柱強(qiáng)度可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50 %，3d可達(dá)終凝強(qiáng)度。
[0028]以直徑400mm壁厚14mm的玻璃鋼管為例，內(nèi)填C60混凝土，3天后混凝土承載力可達(dá)11743.4kN，8卩1174.3t，鋼管混凝土支護(hù)強(qiáng)度達(dá)93MPa，一根普通單體液壓支柱承載力為108.5?144.7kN，即10.8?14.5t，一根GF