[发明专利]一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法

说明书

本发明公开了一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法，包括U型钢支架、锚索和锚杆，U型钢支架设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道内，锚索一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架固定连接，U型钢支架与煤壁间铺设有金属网，锚杆设置在两相邻U型钢支架间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上。本发明的巷道在进行U型钢支护的同时，通过发挥锚索力的传递作用将作用在巷道右肩窝的压力传入煤层顶板及底板中的相对稳定区，缓解作用在U型钢支架上的压力，有效地控制了巷道的变形量；同时在巷道的右肩窝施加锚杆，这样不仅给巷道右肩窝提供了强大的支护力，而且提高了支护刚度，可有效控制巷道非稳定区的扩展，确保巷道的稳定。

技术领域

本发明属于倾斜煤层巷道支护装置技术领域，具体涉及一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法。

背景技术

一直以来，急倾斜煤层是国际公认的难采煤层，开采这类煤层目前还面临诸多难题，巷道支护是其中较为突出的问题之一。急倾斜煤层巷道的顶板、底板及两帮岩性各自不同，围岩应力分布、矿压显现和支护体的承载状况都要比其他煤层复杂，巷道往往需要多次维修，有的甚至翻修后仍不能满足生产要求，大量巷道因维护不当而报废。因此，急倾斜煤层巷道中锚杆支护的应用受到很大限制，变形机制与控制技术是目前我国急倾斜矿井急需解决的重要问题。该类巷道两侧煤岩体结构表现为明显的差异性，造成围岩应力分布的非对称性，从而引起巷道的变形破坏在同一断面内有明显的非对称或不均衡性，在服务期间需多次返修，严重制约煤炭资源的安全高效开采。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种急倾斜煤层巷道支护装置及其支护方法，既能控制采动巷道的剧烈变形，又能保证支护结构在巷道服务期间的持续有效，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种急倾斜煤层巷道支护装置，包括U型钢支架、锚索和锚杆，U型钢支架设置多个，间隔排列在急倾斜煤层巷道内，锚索一端嵌入煤层内，另一端与U型钢支架固定连接，U型钢支架与煤壁间铺设有金属网，锚杆设置在两相邻U型钢支架间，一端嵌入到煤层内，另一端通过托盘将钢丝网紧固在煤壁上。

优选的，上述每个U型钢支架上设置多个锚索，靠近U型钢支架两端。

优选的，上述两排锚索中间设置一个锚索，位于巷道的拱角处，角度垂直向上，采用托梁将锚索加固成一体。

优选的，上述煤壁和金属网之间空隙处采用梢子或板皮充填。

优选的，上述锚杆扭矩不低于100 N•m。

优选的，上述锚索预紧力90 kN。

一种急倾斜煤层巷道支护装置的支护方法，该方法为：将巷道开挖至设计断面，施工锚杆（3），钻孔直径Φ28 mm，锚杆间排距800 mm×800 mm，采用规格为140 mm×140 mm的铁托盘；每根锚杆采用2卷K2350型树脂锚固剂，锚杆扭矩不低于100 N•m，每隔7~10 d对螺母紧固一次，煤壁和金属网之间出现空隙时，要用梢子或板皮充填，托盘将金属网与煤壁完全压实，金属网紧贴煤壁，网片为8#铁丝编制，网眼规格为40 mm×40 mm，采用呈“十”字形布置的钢筋梯梁压紧锚杆；架设U型钢支架，排距1600mm；施工锚索，每根锚索安装4卷K2350型树脂锚固剂，预紧力90 kN，U型钢支架排距为1600 mm，每排锚索处支设1个U型钢支架，锚索穿在U型钢支架上，U型钢支架腿着地不得悬挂在巷道中间。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明卸压锚索通过发挥锚索力的传递作用将作用在巷道右肩窝的压力传入煤层顶板及底板中的相对稳定区，与高强度拱形梁组合形成的锚索梁装置；同时通过锚杆加固周边围岩，缓解作用在锚索梁装置上的压力，两者协同作用，发挥了各自的优点，整体提高了U型支架的工作效果。

附图说明

图1是本实用一种控制急倾斜软煤层巷道的U型钢支护结构；