一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构与流程

土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术1.本技术涉及煤矿巷道支护技术领域，具体而言，涉及一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构。背景技术：2.松软厚煤层煤体破碎程度较大，裂隙面较多，煤体强度低、遇水泥化、完整性极差、无自稳能力、巷道易冒顶坍塌，回采时掘巷环境恶化、巷道支护困难。3.煤矿巷道现有的支护方法主要是锚网索支护，但在巷道顶板为松软煤体、围岩较破碎的情况下，锚杆(索)无法锚固到完整稳定的岩层中，不能实现有效锚固并发挥主动支护作用。在锚网索无法实现有效支护后，通常采用工字钢棚、u型钢棚等被动支护构件，但被动支护构件大多笨重、安装复杂、成本高、棚腿易弯折、维护困难。此外，现有的支护方法仅注重最薄弱顶板的强化支护，没有考虑到巷道帮部、底板支护强度对巷道整体稳定性的影响，巷道支护效果差，当工作面回采时，回采巷道受工作面采动应力双重影响，巷道常常出现冒顶、底鼓、片帮现象，严重影响矿井正常安全生产。技术实现要素：4.为了弥补以上不足，本技术提供了一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构。5.本技术实施例提供了一种松软厚煤层巷道围岩控制方法，包括以下步骤：6.s1.改善巷道帮部围岩环境；7.s2.对巷道顶板围岩进行超前锚注加固；8.s3.对巷道围岩进行u型棚架支护；9.s4.在s3中u型棚架支护完成后，利用锚杆、锚索将相邻的u型棚架的腿部和顶部分别连接，进行加强支护。10.在上述实现过程中，用于在松软厚煤层回采巷道进行安全支护，通过上述步骤改变了传统上仅注重顶板支护强度的观念，通过选择巷道层位、加强巷道帮部和巷道底板支护强度，提高了巷道帮部及巷道底板的自身承载能力，最大程度实现了巷道围岩自身及支护构件的协同支护作用，提高了巷道围岩整体的稳定性，可以大大减少厚煤层回采巷道冒顶、底鼓、片帮等灾害事故。11.在一种具体的实施方案中，所述s1中改善巷道帮部围岩环境的具体操作包括以下步骤：12.s101.根据实际煤岩地质条件、巷道用途、打钻成本及防突安全方面考虑，进行合理的巷道层位布置；13.s102.通过巷道层位调整，将煤帮变为岩帮或部分变为岩帮，减少松软煤壁频繁片帮现象。14.在一种具体的实施方案中，所述s2中对巷道顶板围岩进行超前锚注加固的具体操作包括以下步骤：15.s201.沿棚梁顶部施工骨架锚杆超前护顶，注浆固化顶板，防止顶板漏冒；16.s202.骨架锚杆紧贴迎头棚梁上沿，间距200mm，外露不大于150mm；17.s203.将骨架锚杆的方向与巷道方向保持一致，确保形成一个平面；18.s204.进行架棚，棚梁紧贴上方骨架锚杆；19.s205.对巷道进行压茬位置施工，施工结束后，再施工下一循环的骨架锚杆。20.在一种具体的实施方案中，所述s201骨架锚杆为φ25mm波纹钢中空注浆锚杆，所述波纹钢中空注浆锚杆长度根据掘进循环进度选定。21.在一种具体的实施方案中，所述s203中骨架锚杆与巷道顶板夹角呈仰角3～5°。22.在一种具体的实施方案中，所述s3中对巷道围岩进行u型棚架支护的具体操作包括以下步骤：23.s301.采用u型钢棚进行支护，u型钢强度不低于u29；24.s302.在棚腿处焊铁鞋，铁鞋规格不低于150×150×20mm；25.s303.使用2副限位、1副抱箍卡缆进行支架搭接；26.s304.棚与棚之间用拉板固定，每一个压茬处各安设一道拉板。27.在一种具体的实施方案中，所述s4中在s3中u型棚架支护完成后，利用锚杆、锚索将相邻的u型棚架的腿部和顶部分别连接，进行加强支护的具体操作包括以下步骤：28.s401.在顶部施工3排锚索梁，并进行212间隔布置，间排距1200×1200mm，锚索梁采用u型钢加工，一索一梁托两棚；29.s402.在帮部施工2排锚杆锁腿梁，并进行交错布置，分别距离底板1000mm、2000mm。30.在一种具体的实施方案中，所述s401锚索根部生根在煤层顶板岩层内长度不小于1000mm。31.在一种具体的实施方案中，所述s4中利用的锚杆、锚索还可替换为注浆锚杆、锚索进行同步注浆加固。32.一种松软厚煤层巷道围岩的支护结构，包括u型棚架、若干组锚杆、若干组锚索、2副限位卡缆、1副抱箍卡缆和拉板，所述u型棚架包括棚梁和棚腿，所述棚腿处焊接有铁鞋，所述铁鞋规格不低于150×150×20mm。33.有益效果：34.1、本技术提出的一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构，用于在松软厚煤层回采巷道进行安全支护，该支护方法改变了传统上仅注重顶板支护强度的观念，通过选择巷道层位、加强巷道帮部和巷道底板支护强度，提高了巷道帮部及巷道底板的自身承载能力，最大程度实现了巷道围岩自身及支护构件的协同支护作用，提高了巷道围岩整体的稳定性，可以大大减少厚煤层回采巷道冒顶、底鼓、片帮等灾害事故；35.2、通过现场观测及理论研究，提出的本技术中的一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构，能够提高掘进单进效率，相对缩短支护时间，从而大大提高巷道掘进速度，实用性强。附图说明36.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。37.图1是本技术实施方式提供的流程框图。具体实施方式38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。39.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。40.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。45.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。46.请参阅图1，本技术提供一种松软厚煤层巷道围岩控制方法，包括以下步骤：47.s1.改善巷道帮部围岩环境；48.s2.对巷道顶板围岩进行超前锚注加固；49.s3.对巷道围岩进行u型棚架支护；50.s4.在s3中u型棚架支护完成后，利用锚杆、锚索将相邻的u型棚架的腿部和顶部分别连接，进行加强支护。51.在本技术方案中，所述s1中改善巷道帮部围岩环境的具体操作包括以下步骤：52.s101.根据实际煤岩地质条件、巷道用途、打钻成本及防突安全方面考虑，进行合理的巷道层位布置；53.s102.通过巷道层位调整，将煤帮变为岩帮或部分变为岩帮，减少松软煤壁频繁片帮现象。54.在本技术方案中，所述s2中对巷道顶板围岩进行超前锚注加固的具体操作包括以下步骤：55.s201.沿棚梁顶部施工骨架锚杆超前护顶，注浆固化顶板，防止顶板漏冒；56.s202.骨架锚杆紧贴迎头棚梁上沿，间距200mm，外露不大于150mm；57.s203.将骨架锚杆的方向与巷道方向保持一致，确保形成一个平面；58.s204.进行架棚，棚梁紧贴上方骨架锚杆；59.s205.对巷道进行压茬位置施工，施工结束后，再施工下一循环的骨架锚杆。60.在具体设置时，所述s201骨架锚杆为φ25mm波纹钢中空注浆锚杆，所述波纹钢中空注浆锚杆长度根据掘进循环进度选定；所述s203中骨架锚杆与巷道顶板夹角呈仰角3～5°。61.在本技术方案中，所述s3中对巷道围岩进行u型棚架支护的具体操作包括以下步骤：62.s301.采用u型钢棚进行支护，u型钢强度不低于u29；63.s302.在棚腿处焊铁鞋，铁鞋规格不低于150×150×20mm；64.s303.使用2副限位、1副抱箍卡缆进行支架搭接；65.s304.棚与棚之间用拉板固定，每一个压茬处各安设一道拉板。66.在本技术方案中，所述s4中在s3中u型棚架支护完成后，利用锚杆、锚索将相邻的u型棚架的腿部和顶部分别连接，进行加强支护的具体操作包括以下步骤：67.s401.在顶部施工3排锚索梁，并进行212间隔布置，间排距1200×1200mm，锚索梁采用u型钢加工，一索一梁托两棚；68.s402.在帮部施工2排锚杆锁腿梁，并进行交错布置，分别距离底板1000mm、2000mm。69.在具体设置时，所述s401锚索根部生根在煤层顶板岩层内长度不小于1000mm。70.在本技术方案中，所述s4中利用的锚杆、锚索还可替换为注浆锚杆、锚索进行同步注浆加固。71.一种松软厚煤层巷道围岩的支护结构，包括u型棚架、若干组锚杆、若干组锚索、2副限位卡缆、1副抱箍卡缆和拉板，所述u型棚架包括棚梁和棚腿，所述棚腿处焊接有铁鞋，所述铁鞋规格不低于150×150×20mm。72.该一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构的原理及优点：73.本技术提出的一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构，用于在松软厚煤层回采巷道进行安全支护，该支护方法改变了传统上仅注重顶板支护强度的观念，通过选择巷道层位、加强巷道帮部和巷道底板支护强度，提高了巷道帮部及巷道底板的自身承载能力，最大程度实现了巷道围岩自身及支护构件的协同支护作用，提高了巷道围岩整体的稳定性，可以大大减少厚煤层回采巷道冒顶、底鼓、片帮等灾害事故；74.通过现场观测及理论研究，提出的本技术中的一种松软厚煤层巷道围岩控制方法及支护结构，能够提高掘进单进效率，相对缩短支护时间，从而大大提高巷道掘进速度，实用性强。75.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。76.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。









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