本發(fā)明涉及煤礦巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種煤層厚度在12m以上、巷道跨度在5.5-6m的綜放工作面大跨度回采巷道防冒頂?shù)闹ёo(hù)方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)厚煤層儲(chǔ)量十分豐富，其中8m以上的特厚煤層占有相當(dāng)比重，厚煤層的合理開(kāi)發(fā)對(duì)我國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展有著重要的影響。綜采放頂煤開(kāi)采技術(shù)以其低成本、低投入、高產(chǎn)出、高效率、高效益、安全可靠和系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)逐漸取代分層開(kāi)采技術(shù)，成為我國(guó)厚煤層、特別是特厚煤層實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的主要技術(shù)途徑。特厚煤層綜放工作面回采巷道不僅斷面大，而且巷道一般沿煤層底板開(kāi)掘,巷道的頂板和兩幫均為煤體，因煤體強(qiáng)度低，導(dǎo)致托頂煤施工巷道支護(hù)困難，特別在煤層厚度超過(guò)12m，頂煤厚度超過(guò)8m的情況下，巷道支護(hù)難度更大，容易產(chǎn)生頂煤下沉、離層及冒頂?shù)劝踩[患。

目前，放頂煤工作面回采巷道頂板支護(hù)普遍采用錨桿錨索的支護(hù)方式，但由于特厚煤層綜放工作面回采巷道頂板為煤體，錨桿和錨索均生根于煤體中，缺乏穩(wěn)定的著力點(diǎn)，在地質(zhì)構(gòu)造和工作面采動(dòng)超前支承壓力的作用下，巷道頂煤有下沉、離層、冒頂甚至切頂，即頂煤沿煤幫整體跨落的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)，以避免頂煤沿煤幫整體跨落，提高頂煤的承載能力。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：在巷道中設(shè)置頂板支護(hù)，是在頂板上鋪設(shè)頂板金屬網(wǎng)并設(shè)置頂板鋼帶，利用頂板鋼帶在頂板上分別設(shè)置減跨錨索、斜拉錨索和肩窩錨桿，使斜拉錨索在頂板煤體中的生根點(diǎn)距所在一側(cè)的側(cè)幫表面的垂直距離不小于1500mm；在側(cè)幫中設(shè)置側(cè)幫支護(hù),是在側(cè)幫金屬網(wǎng)上沿縱向間隔設(shè)置各道梯子梁，利用所述梯子梁分別設(shè)置上仰錨桿、下俯錨桿和水平錨桿。

本發(fā)明特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)也在于：

所述頂板支護(hù)：是在頂板上鋪設(shè)頂板金屬網(wǎng)；在頂板金屬網(wǎng)上，沿橫向設(shè)置頂板鋼帶，各道頂板鋼帶在沿縱向間隔設(shè)置，所述橫向是指沿巷道寬度方向，所述縱向是指沿巷道掘進(jìn)方向；在各道頂板鋼帶上均勻分布有各頂板錨入孔；所有頂板鋼帶上的頂板錨入孔在頂板上呈行列分布；令：位于頂板鋼帶中部位置上的左右相鄰的兩列頂板錨入孔分別為左中孔和右中孔；分處在頂板鋼帶左右兩端的左右兩列頂板錨入孔為肩孔，頂板鋼帶上其它位置上的頂板錨入孔均為頂板孔；

在第i道頂板鋼帶上，利用左中孔設(shè)置左側(cè)減跨錨索，利用肩孔設(shè)置肩窩錨桿，利用頂板孔設(shè)置頂板錨桿；在第i+1道頂板鋼帶上，利用右中孔設(shè)置右側(cè)減跨錨索，利用肩孔設(shè)置斜拉錨索，利用頂板孔設(shè)置頂板錨桿；所述第i道頂板鋼帶和第i+1道頂板鋼帶為相鄰的兩道頂板鋼帶；

所述側(cè)幫支護(hù)是在側(cè)幫的表面鋪設(shè)側(cè)幫金屬網(wǎng)；在側(cè)幫金屬網(wǎng)上，且沿縱向間隔設(shè)置各道梯子梁，在所述梯子梁上均勻分布側(cè)幫錨入孔，側(cè)幫錨桿在各側(cè)幫錨入孔上進(jìn)行錨固，所述側(cè)幫錨桿包括利用梯子梁中頂端側(cè)幫錨入孔進(jìn)行錨固的上仰錨桿、利用梯子梁中底端側(cè)幫錨入孔進(jìn)行錨固的下俯錨桿，以及利用其它各側(cè)幫錨入孔進(jìn)行錨固的水平錨桿。

本發(fā)明特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)也在于：

所述斜拉錨索和肩窩錨桿是按75°的仰角斜向所在一側(cè)的側(cè)幫方向錨入頂板煤體中；使所述斜拉錨索在頂板煤體中的生根點(diǎn)距所在一側(cè)的側(cè)幫表面的垂直距離不小于1500mm；

所述左側(cè)減跨錨索、右側(cè)減跨錨索以及頂板錨桿均垂直于頂板，所述左側(cè)減跨錨索和右側(cè)減跨錨索的長(zhǎng)度不小于巷道的寬度的1.5倍；

所述側(cè)幫錨桿中的上仰錨桿的仰角，以及下俯錨桿的俯角均為20°。

本發(fā)明特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)也在于：

所述頂板鋼帶上頂板錨入孔的間距為950mm，相鄰頂板鋼帶間的排距為1000mm；

所述梯子梁上側(cè)幫錨入孔的間距為1000mm，相鄰梯子梁間的排距為1000mm。

本發(fā)明特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)也在于：

所述斜拉錨索的規(guī)格為Φ21.8×7300mm；

所述左側(cè)減跨錨索和右側(cè)減跨錨索的規(guī)格為Φ21.8×8300mm；

所述頂板錨桿、肩窩錨桿和側(cè)幫錨桿均為左旋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，頂板錨桿和肩窩錨桿的規(guī)格為Φ20×2500mm，側(cè)幫錨桿的規(guī)格為Φ20×2200mm。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明在巷道頂板兩側(cè)肩窩處隔排設(shè)置斜拉錨索，使頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)體形成類(lèi)似于桁架的斜拉結(jié)構(gòu)，從而可避免頂煤沿煤幫整體跨落。

2、本發(fā)明在巷道頂板的中部設(shè)置減跨錨索，不僅能加固頂板，而且還能起到減跨作用，有效提高了頂煤的承載能力。

3、本發(fā)明將錨索布置在頂板鋼帶上，不僅取消了槽鋼梁，而且還可以減少錨桿數(shù)量，降低巷道支護(hù)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為應(yīng)用在本發(fā)明方法中的支護(hù)結(jié)構(gòu)斷面示意圖；

圖2為應(yīng)用在本發(fā)明方法中的支護(hù)結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1 巷道，2 頂板，3 頂板錨桿，4 肩窩錨桿，5 上仰錨桿，6 下俯錨桿，7 側(cè)幫，8 水平錨桿，9 斜拉錨索，10a 左側(cè)減跨錨索，10b 右側(cè)減跨錨索，11a 第i道頂板鋼帶，11b 第i+1道頂板鋼帶，12 頂板金屬網(wǎng)，13 梯子梁，14 側(cè)幫松動(dòng)區(qū)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明中特厚煤層是指煤層厚度可達(dá)12m，大跨度回采巷道是指跨度為5.5m-5.8m的回采巷道。本實(shí)施例中特厚煤層綜放大跨度回采巷道防冒頂支護(hù)結(jié)構(gòu)是：

如圖1和圖2所示，在巷道1中按如下結(jié)構(gòu)形式設(shè)置頂板支護(hù)：在頂板2上鋪設(shè)頂板金屬網(wǎng)12；在頂板金屬網(wǎng)12上，沿橫向設(shè)置頂板鋼帶，各道頂板鋼帶在沿縱向間隔設(shè)置，橫向是指沿巷道寬度方向，縱向是指沿巷道掘進(jìn)方向；在各道頂板鋼帶上均勻分布有各頂板錨入孔；所有頂板鋼帶上的頂板錨入孔在頂板2上呈行列分布；令：位于頂板鋼帶中部位置上的左右相鄰的兩列頂板錨入孔分別為左中孔和右中孔；分處在頂板鋼帶左右兩端的左右兩列頂板錨入孔為肩孔，頂板鋼帶上其它位置上的頂板錨入孔均為頂板孔。

圖2所示，在第i道頂板鋼帶11a上，利用左中孔設(shè)置左側(cè)減跨錨索10a，利用肩孔設(shè)置肩窩錨桿4，利用頂板孔設(shè)置頂板錨桿3；在第i+1道頂板鋼帶11b上，利用右中孔設(shè)置右側(cè)減跨錨索10b，利用肩孔設(shè)置斜拉錨索9，利用頂板孔設(shè)置頂板錨桿3；第i道頂板鋼帶11a和第i+1道頂板鋼帶11b為相鄰的兩道頂板鋼帶,i為正整數(shù)。本實(shí)施例中的左側(cè)減跨錨索10a和右側(cè)減跨錨索10b在相鄰的兩道頂板鋼帶中左右交錯(cuò)布置，這種形式能有效均衡頂板支護(hù)體受力，減小錨索支護(hù)密度。

如圖1和圖2所示，在側(cè)幫7中按如下結(jié)構(gòu)形式設(shè)置側(cè)幫支護(hù)：在側(cè)幫7的表面鋪設(shè)側(cè)幫金屬網(wǎng)；在側(cè)幫金屬網(wǎng)上，且沿縱向間隔設(shè)置各道梯子梁13，在梯子梁13上均勻分布側(cè)幫錨入孔，側(cè)幫錨桿在各側(cè)幫錨入孔上進(jìn)行錨固，側(cè)幫錨桿包括利用梯子梁中頂端側(cè)幫錨入孔進(jìn)行錨固的上仰錨桿5、利用梯子梁中底端側(cè)幫錨入孔進(jìn)行錨固的下俯錨桿6，以及利用其它各側(cè)幫錨入孔進(jìn)行錨固的水平錨桿8。

具體實(shí)施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括：

斜拉錨索9和肩窩錨桿4是按75°的仰角斜向所在一側(cè)的側(cè)幫方向錨入頂板煤體中，斜拉錨索的長(zhǎng)度不小于7300mm，使斜拉錨索9在頂板煤體中的生根點(diǎn)距所在一側(cè)的側(cè)幫表面的垂直距離不小于1500mm，以保證斜拉錨索9有可靠的著力基礎(chǔ)；左側(cè)減跨錨索10a、右側(cè)減跨錨索10b以及頂板錨桿3均垂直于頂板2，左側(cè)減跨錨索10a和右側(cè)減跨錨索10b的長(zhǎng)度不小于巷道1的寬度的1.5倍；側(cè)幫錨桿中的上仰錨桿5的仰角，以及下俯錨桿6的俯角均為20°，水平錨桿8呈水平錨入側(cè)幫，對(duì)側(cè)幫松動(dòng)區(qū)14形成錨固。

頂板鋼帶上頂板錨入孔的間距為950mm，相鄰頂板鋼帶間的排距為1000mm；梯子梁上側(cè)幫錨入孔的間距為1000mm，相鄰梯子梁間的排距為1000mm。

本實(shí)施例中斜拉錨索9的規(guī)格為Φ21.8×7300mm；左側(cè)減跨錨索10a和右側(cè)減跨錨索10b的規(guī)格為Φ21.8×8300mm；頂板錨桿3、肩窩錨桿4和側(cè)幫錨桿均為左旋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，頂板錨桿3和肩窩錨桿4的規(guī)格為Φ20×2500mm，側(cè)幫錨桿的規(guī)格為Φ20×2200mm；巷道1的斷面為5500mm×3800mm，頂板金屬網(wǎng)12和側(cè)幫金屬網(wǎng)均采用10#金屬網(wǎng)，頂板鋼帶為六眼孔M5鋼帶；梯子梁13為四眼孔梯子梁。

本發(fā)明方法在淮礦西部投資管理有限公司唐家會(huì)煤礦61103放頂煤工作面回采巷道和61201放頂煤工作面回采巷道中進(jìn)行應(yīng)用，唐家會(huì)煤層厚為15～20m，平均煤層厚為17m，為典型特厚煤層，實(shí)踐證明采用本發(fā)明支護(hù)結(jié)構(gòu)不僅提高了頂煤的穩(wěn)定性，而且巷道的支護(hù)效果也得到明顯改善，與未使用本發(fā)明支護(hù)結(jié)構(gòu)的其它同類(lèi)地質(zhì)條件的放頂煤工作面回采巷道相比，巷道頂板下沉量平均要降低50％左右，每米巷道支護(hù)材料費(fèi)用平均降低280元。