[发明专利]一种增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构与建造方法

说明书

本发明涉及一种增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构与建造方法，属于沿空掘巷留煤柱开采技术领域，解决了现有的锚固结构不能达到巷道的安全和稳定性要求的问题。本发明的增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构的建造方法，包括：C巷道下帮的锚网铺设完成后，钻装第一锚索；完成C巷道下帮高度方向的一排第一锚索钻装后，使用第一钢带对一排的多个第一锚索进行连锁；在B面D巷道的掘进过程中，安装第一锚索位于D巷道上帮的外露端。本发明的增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构与建造方法，通过对A面C巷道下帮、B面D巷道上帮进行连锁锚固，实现第一锚索两次张拉及与第二锚杆在预紧力上的协同，能够显著增强煤柱强度和承载能力。

技术领域

本发明涉及沿空掘巷留煤柱开采技术领域，尤其涉及一种增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构与建造方法。

背景技术

进行煤矿采区工作面巷道布置时，沿空掘巷是指完全沿上一个采面(简称A面，以下同)采空区边缘或仅留较窄的煤柱掘进下一个工作面(简称B面，以下同)的回采巷道，一般情况下，更多地选择留较窄的煤柱作为巷帮，以增强巷道的稳定性。具体来说，就是即把B面的回采巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量。其关键是控制好煤柱宽度和稳定性。

留小煤柱的目的，是将巷道与采空区隔离，防止采空区的水与有害气体串入巷道，危及安全生产。但煤柱宽度对巷道的稳定性与维护状况起决定作用，若煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重；若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，巷道承受压力增大，稳定性控制困难。

根据煤矿瓦斯防治与稳定性控制要求，煤柱宽度一般选择为3～6m。由于A面回采巷道(简称C巷道，以下同)掘进与锚固时，对煤柱上侧(亦是A面C巷道的下帮，以下同)的锚固强度和控制方法存在不足，导致在A面回采结束后，煤柱上侧发生比较大的变形破坏，甚至发生较大幅度垮帮、片帮。而在B面回采巷道(简称D巷道，以下同)进行沿空掘巷时，也存在对煤柱下侧(亦是B面D巷道的上帮，以下同)的控制强度不足，使煤柱的应有宽度、强度等均达不到设计要求，带来煤柱的应有功能整体或大部分缺失，从而导致巷道产生大的变形破坏，不得不进行多次修巷，甚至出现巷道报废的情况。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构与建造方法，以解决现有的锚固结构不能达到巷道的安全和稳定性要求的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种增强沿空掘巷煤柱稳定性的协同锚固结构的建造方法，包括以下步骤：

步骤1：进行A面C巷道掘进时，在C巷道下帮铺设锚网；

步骤2：C巷道下帮的锚网铺设完成后，钻装第一锚索；

步骤3：完成C巷道下帮高度方向的一排第一锚索钻装后，使用第一钢带对一排的多个第一锚索进行连锁；

步骤4：在B面D巷道的掘进过程中，安装第一锚索位于D巷道上帮的外露端。

进一步地，步骤2中，所述第一锚索的钻装角度与煤层倾角一致。

进一步地，所述第一锚索的总长为x＝b/cosθ+x₃+x₄，b为煤柱的水平宽度，θ为煤层倾角，x₃为所述第一锚索在C巷道下帮的外露长度，x₄为所述第一锚索在D巷道上帮的外露长度。

进一步地，步骤2中，所述第一锚索的锚索眼钻眼完成后，首先在锚索眼眼底装入保护套管，所述保护套管的长度为x₂，且200mm≤(x₂-x₄)≤300mm。

进一步地，所述保护套管为一端封口的空心圆柱管，所述保护套管内填充膏状物。