[发明专利]一种松软厚煤层巷道分次支护结构和支护方法

说明书

一种松软厚煤层巷道分次支护结构和支护方法，包括：超前支护结构、初次支护结构和加强支护结构；超前支护结构的骨架注浆锚杆紧贴迎头棚梁上沿设置，与巷道顶板夹角呈仰角布置，且与巷道方向一致，确保在同一进度形成一个平面；初次支护结构包括钢筋网和U型钢棚，钢筋网布置在巷道的帮部上，巷道顶板和帮部安装U型钢棚，将顶板和帮部处的U型钢棚进行搭接形成拱型钢棚支护结构体；拱型钢棚支护结构体在初次支护结构支护的范围内沿巷道走向均匀设置；加强支护结构的高强锚索和中空注浆锚索穿过超前支护结构和初次支护结构加固区域并伸入巷道岩层中，同时加强支护结构的托盘将相邻的拱型钢棚支护结构体连接固定，增强拱型钢棚支护结构体的稳定性。

技术领域

本发明涉及矿山巷道支护技术领域，特别涉及一种松软厚煤层巷道分次支护结构和支护方法。

背景技术

目前，我国国民经济的持续高速发展，对能源特别是煤炭资源的需求越来越大，浅部煤炭资源已经逐步匮乏，我国煤矿开采特别是东部及东北部矿区已经进入了深部开采范畴。我国煤炭资源埋深在1000 m以下的储量有2.95×10¹² t，大约占我国煤炭资源总储量的53%。据不完全统计，现阶段我国已经有数百对矿井开采深度超过1000 m，其中，开滦局的赵各庄矿、新汶局的孙村煤矿、华丰煤矿等矿井采深已达1300 m，同时，我国国有重点煤矿平均开采深度正在以10-25 m/a的速度逐年增加，预计在未来20年我国将有更多煤矿进入1000-1500 m的开采深度范围，与之相对应的是由于开采条件的日益复杂以及深度的不断增加，越来越多的深部巷道呈现出软岩巷道的特征，这与采用传统的支护方式和方法具有非常大的区别，同时一些在浅部开采过程中未出现或甚少出现的工程灾害问题也在深部开采中以更加明显的方式显现出来。尤其在深部松软厚煤层综采放顶煤工作面巷道掘进施工中，顺槽和切眼均沿煤层底板在煤层中掘进，深部松软厚煤层巷道围岩体呈现了明显的大变形以及长时间持续流变的特性，煤顶和两帮煤壁在掘进施工时极易片帮冒顶，这对井巷工程施工及支护技术提出了更高的要求，深部松软厚煤层巷道支护问题也逐步成为深部开采的难题之一。

深部松软厚煤层巷道由于松软煤顶钻孔时松动圈大，难以成孔，无法锚杆（索）支护，到目前为止国内外仍然没有完全有效手段解决深部松软厚煤层巷道大变形难支护问题，一般采用半圆拱U型钢棚支护，每循环需采用人工打撞楔超前护顶方式，单进效率低，劳动强度大，安全隐患多。不仅影响采掘平衡，同时给工作面回采时顺槽应用超前液压支架带来困难，影响回采效率。所以需要一种能满足深部松软厚煤层巷道支护要求的高强度支护效果的巷道分次支护方法及支护结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种松软厚煤层巷道分次支护结构和支护方法，具备整体强度高，支护效果好的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种松软厚煤层巷道分次支护结构，包括：

超前支护结构，所述的超前支护结构采用骨架注浆锚杆，所述骨架注浆锚杆紧贴迎头棚梁上沿设置，骨架注浆锚杆与巷道顶板夹角呈仰角布置，骨架注浆锚杆与巷道方向一致，确保在同一进度形成一个平面；

初次支护结构，所述的初次支护结构覆盖在超前支护结构的外侧，初次支护结构包括钢筋网和U型钢棚，钢筋网布置在巷道的帮部上，巷道顶板和帮部安装U型钢棚，将顶板和帮部处的U型钢棚进行搭接形成拱型钢棚支护结构体；所述的拱型钢棚支护结构体在初次支护结构支护的范围内沿巷道走向均匀设置；

加强支护结构，包括锁腿锚杆、高强锚索和中空注浆锚索，所述的高强锚索和中空注浆锚索穿过超前支护结构和初次支护结构形成的加固区域并伸入巷道岩层中，所述的锁腿锚杆安装于巷道帮部，所述锁腿锚杆、高强锚索和中空注浆锚索的托盘将相邻的拱型钢棚支护结构体连接固定，增强拱型钢棚支护结构体的稳定性。

优选的，所述的骨架注浆锚杆与巷道顶板夹角呈仰角3～5°。

优选的，所述的骨架注浆锚杆在同一个平面内的间距不大于200mm，外露不大于150mm。