[发明专利]一种倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统及其支护方法

说明书

本发明公开了一种倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统及其支护方法，涉及煤矿巷道支护技术领域，解决了传统使用U型支架支护和锚网索喷支护技术对于倾斜煤层综放开采工作面支护效果不佳的技术问题。该倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统，包括支护组件。支护组件包括U型支架和多个径向设置在U型支架上的第一锚固件和第二锚固件。第一锚固件包括中空注浆锚杆和锚索，中空注浆锚杆套接在锚索外部。第二锚固件包括中空注浆锚杆。本倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系将中空注浆锚杆、锚索、U型支架连接为整体，形成联合支护，围岩载荷通过锚索、中空注浆锚杆应力传递至U型支架，巷道全断面的锚固力相互叠加，增大整体的支护强度。

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，具体来说，是指一种倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统及其支护方法。

背景技术

巷道支护技术是煤炭开采工程中的一项关键技术。与其它岩土工程领域相比，煤矿巷道的围岩稳定性80％都受到采场动压的强烈影响，其维护状况除了受巷道所处位置的自然影响因素之外，主要取决于采动影响。

倾斜煤层综放开采工作面采场结构与普通水平煤层大不相同，由于工作面围岩覆存环境的因素，工作面巷道顶板上覆岩层覆存结构如图10所示，在不考虑水平构造应力的前提下，上覆岩层的自重将会分解为沿顶板法向的σ1x与切向的σ1y，因此靠近顶板侧的运输平巷与底板侧回风平巷成非对称变形破坏特征，靠近顶板侧的运输平巷的巷道顶部的左半拱变形破碎程度最为严重。

传统的巷道支护形式有：

(1)U型支架，然而U型支架支护多为点接触支护，支架与巷道壁的有效接触面积较少，受力状况较差，承载能力未得到充分发挥。

(2)锚网索喷支护工艺，由于倾斜煤层特殊的覆岩结构，传统的锚杆、锚网、锚索加喷混凝土的支护工艺中，效果并不是很理想，特别是在穿越破碎带的过程中，特别严重。传统实心锚杆，抗剪能力较差，在倾斜煤层综放开采这种特殊的围岩覆存结构中，锚杆的抗剪切能力尤为重要，因此在岩层塑性变形或顶板离层、片帮的过程中锚杆已发生脱落或剪切破断，无法实现全场锚固甚至失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统，以解决传统使用U型支架支护和锚网索喷支护技术对于倾斜煤层综放开采工作面支护效果不佳的技术问题。

本倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种倾斜煤层综采工作面巷道联合支护系统，包括支护组件，所述支护组件包括U型支架，所述U型支架支护在巷道内壁；

所述U型支架径向设置有多个第一锚固件和第二锚固件，所述第一锚固件和所述第二锚固件穿过所述U型支架伸入巷道内部与巷道固定；

所述第一锚固件包括中空注浆锚杆和锚索，所述中空注浆锚杆套接在所述锚索外部，所述锚索尾部设置有用于将所述第一锚固件与所述U型支架固定的第一托盘以及第一紧固件；

所述第二锚固件包括中空注浆锚杆，所述中空注浆锚杆尾部设置有用将所述第二锚固件与所述U型支架固定的第二托盘以及第二紧固件。

优选的，所述U型支架包括两层U型外壳，两层所述U型外壳之间填充有发泡铝。

优选的，联合支护系统还包括锚网，所述锚网设置在巷道内壁，所述锚网设置于巷道与所述U型支架之间。

优选的，联合支护系统包括多个所述支护组件，多个所述支护组件沿巷道长度方向分布。

优选的，相邻所述支护组件之间通过连接组件连接。

优选的，所述锚索与所述中空注浆锚杆尾部外壁均设置有外螺纹，所述第一紧固件和所述第二紧固件均为螺母；