專利名稱：鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，尤其適用于煤礦回采工作面沿空 留巷工程。
背景技術：
無煤柱沿空留巷技術旨在改變采煤工作面的通風方式，將傳統的“U”型通風轉變 成“Y”型通風，從根本上解決回采工作面上隅角瓦斯積聚問題，使瓦斯礦井的安全狀況得 到好轉。此外，應用該技術還能夠實現近距離煤層瓦斯抽采，具有提高煤炭采出率、緩解采 掘接替緊張等優點。受采后煤層頂板劇烈活動的影響，留巷在實施上具有一定的難度，其關 鍵技術之一便是巷旁充填技術，即在沿采空區與巷道邊緣砌一道墻體，支撐巷道頂板，并對 采空區進行封堵。已有的巷旁砌墻技術主要分為木垛支撐、砌塊堆壘、混凝土充填等形式。 前者僅適應于煤層埋藏淺、頂板壓力較小的條件，基本遭到淘汰。后兩者應用較為廣泛，但 是現場存在操作工序復雜、勞動強度大、砌墻速度慢等缺點，以致影響工作面的高效生產。 砌塊堆壘方法不僅浪費工時，還容易因為支護強度不夠或堆壘不密實而造成采空區瓦斯泄 露。諸多問題的存在，在一定程度上限制了沿空留巷技術的應用和發展。
發明內容
本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，提供一種方法簡單、支撐強度大、操 作工序簡單、勞動強度低的鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法。為實現上述目的，本發明的技術方案步驟如下步驟一、在采煤工作面后方滯后工作面的距離s范圍內的巷道采空區側安放內部 預置有鋼筋網架的鋼筒支柱，鋼筒支柱的高度H按照下式確定H =式中h-采高，R-鋼筒的半徑；步驟二、向鋼筒支柱內灌注混凝土，直至混凝土接頂；步驟三、隨工作面的不斷推進，依次間隔距離1布設下一鋼筒支柱，并灌注混凝 土，直至混凝土接頂；步驟四、在間隔距離1設置的鋼筒支柱之間用碎矸或者煤渣堆砌矸石墻，并在矸 石墻靠沿空留巷側的墻面上進行噴漿層施工，使鋼筒支柱與矸石墻緊密固結為一體。所述的滯后工作面的距離s不大于5m ；所述的間隔距離1約為1. 6m 2. 0m,；所 述的鋼筒支柱的壁厚度不小于10mm所述的噴漿層的厚度為100mm以上。有益效果(1)承載能力強。由于采用注有混凝土的鋼筒結構，其中混凝土受高強度鋼筒的約 束，承載后在三向應力狀態下其抗壓強度可得到大幅提高；(2)施工工藝簡單，操作性及適應性強。鋼筒和鋼筋網架結構在地面預先加工好， 直接運送到施工地點即可使用，現場只需灌注混凝土和修建密封墻，與現有筑墻技術相比，工序上有較大的簡化；(3)節省材料。現有技術中巷旁充填墻體寬度一般為2.0 2. 8m，并且為了提高 墻體的強度，往往內置大量鋼筋結構或筑墻后再安裝錨桿，材料用量較大。而本發明采用的 鋼筒式留巷墻體寬度最大不超過所選鋼筒直徑，節省了大量材料，經濟效益顯著。(4)降低了工人的勞動強度。(5)改善了巷道的施工環境。
附圖是本發明的留巷布局示意圖。圖中1_采煤工作面，2-采空區，3-留巷巷道，4-鋼筒支柱，5-鋼筋網架，6-矸石 墻，7-噴漿層，s-滯后工作面的距離，1-間隔距離。附圖所示，首先在采煤工作面1后方1 2m范圍內的巷道采空區側安放鋼筒支柱 4，鋼筒支柱4的內部預置有鋼筋網架5，安置時應保證鋼筒垂直于頂底板，并保證留巷巷道 3的寬度；
具體實施例方式鋼筒支柱4安置完畢后即可向桶內灌注混凝土，混凝土要充填接觸頂板，從安置 鋼筒支柱到灌注混凝土的整個工藝過程須在工作面后方5m范圍內完成，即鋼筒支柱安裝 完畢后滯后工作面的距離s不大于5m ；隨工作面的不斷推進，依次間隔距離1布設下一 鋼筒支柱4，并灌注混凝土，直至混凝土接頂，鋼筒支柱4之間的間隔距離1約為1. 6m 2.0m，；最后，當采空區垮落充實之后，在間隔設置鋼筒支柱4之間用碎矸或者煤渣堆砌 矸石墻6，并在矸石墻6靠沿空留巷側的墻面上噴漿，應保證漿液能夠將矸石縫隙完全封 堵，噴漿層7的厚度為100mm以上，使鋼筒支柱與矸石墻6緊密固結為一體。鋼筒支柱4的桶壁厚度5不小于10mm，鋼筒支柱4的高度H按照下式確定
H = ylh2-4R2，$巾h ^Mwm, r Mmw^, R ummmm
況取值，一般應大于400mm。當煤層變厚導致采高增大導致鋼筒支柱4高度H不足時，可通過法蘭連接的方式 在鋼筒支柱4上續接鋼筒段，以滿足鋼筒支柱4接頂的要求。
權利要求
一種鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，其特征在于步驟一、在采煤工作面(1)后方滯后工作面的距離s范圍內的巷道采空區側安放內部預置有鋼筋網架(5)的鋼筒支柱(4)，鋼筒支柱(4)的高度H按照下式確定 <mrow><mi>H</mi><mo>=</mo><msqrt> <msup><mi>h</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup><mrow> <mn>4</mn> <mi>R</mi></mrow><mn>2</mn> </msup></msqrt> </mrow>式中h 采高，R 鋼筒的半徑；步驟二、向鋼筒支柱(4)內灌注混凝土，直至混凝土接頂；步驟三、隨工作面的不斷推進，依次間隔距離l布設下一鋼筒支柱(4)，并灌注混凝土，直至混凝土接頂；步驟四、在間隔距離l設置的鋼筒支柱(4)之間用碎矸或者煤渣堆砌矸石墻(6)，并在矸石墻(6)靠沿空留巷側的墻面上進行噴漿層(7)施工，使鋼筒支柱與矸石墻(6)緊密固結為一體。
2.根據權利要求1所述的鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，其特征在于所述的滯后工 作面的距離s不大于5m。
3.根據權利要求1所述的鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，其特征在于所述的間隔距 離1約為1. 6m 2. 0m,。
4.根據權利要求1所述的鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，其特征在于所述的鋼筒支 柱(4)的壁厚度不小于10mm。
5.根據權利要求1所述的鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，其特征在于所述的噴漿層 (7)的厚度為100mm以上。
全文摘要
一種鋼筒支柱式巷旁筑墻留巷方法，適用于煤礦回采工作面沿空留巷工程。在采煤工作面回采之后，滯后1～2m在采空區邊緣安裝鋼筒支柱，并在鋼筒內置入鋼筋網架結構，然后將混凝土注入鋼筒；待采空區頂板垮落之后，采用碎矸或者煤渣等將采空區邊緣堆實，并噴漿封閉采空區，由高強度鋼筒支柱和矸石墻共同形成巷旁支撐墻體。高強度鋼筒的約束可顯著提高混凝土結構的強度，提升其承載能力。本發明施工工藝簡單、適應性較強，同時還能夠節省材料、降低勞動強度和改善施工環境。
文檔編號E21F15/00GK101892860SQ20101019695
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月5日 優先權日2010年6月5日
發明者張農, 李桂臣, 王成, 韓昌良 申請人:中國礦業大學