一種u型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，包括掌子面掘進；∏型充填灌注可移動式模板(21)前移；安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置和水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置；灌注砼人工煤柱；步進；移架；跟隨掘進掌子面掘進機(33)的推進這幾個步驟。本U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法易于施工、安全可靠、節(jié)約成本，將一條巷道開掘后采用一分二的巷道留設(shè)方式，對掘進期間改善通風極為有利，少開掘一條回采巷道，節(jié)省大量人力資源，減少采煤工作面準備時間，緩解采掘工作接續(xù)緊張問題，取消區(qū)段煤柱、采用人工構(gòu)筑砼墻結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)無煤柱開采、提高回采率，充分開發(fā)煤炭資源，可滿足超前支承壓力和采后峰值壓力的多重采動影響的要求。
【專利說明】
一種U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種一次掘進留設(shè)雙巷的方法，具體是一種適用于礦山井下開采回采 巷道、上下山巷道等采區(qū)巷道砼澆注和充填墻體的支護方法以及沿空留巷工藝和方法，屬 于煤礦井下開采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 沿著采空區(qū)邊緣在原順槽位置留巷的做法稱為沿空留巷，沿空留巷具有回采率 高、減少沖擊地壓、降低巷道掘進率、巷道后期維護費用少等優(yōu)點，沿空留巷包括留設(shè)寬煤 柱、窄煤柱和無煤柱開采技術(shù)，為了減少煤層開采區(qū)域的軌道巷和運輸巷之間的煤柱損失， 提高煤炭資源回采率可采用無煤柱開采技術(shù)，即在采煤過程中不留護巷煤柱而用其他方式 維護巷道的開采技術(shù)。
[0003] 目前沿空留巷包括鋼筋混凝土支座維護巷道、充填帶維護巷道、密集支護維護巷 道、垛維護巷道、柔模充填體等，其實質(zhì)是將已開采工作面的后方回采巷道采用木垛、砌筑 矸石帶、充填混凝土等方法使其巷道留設(shè)下來，作為下一個采面的回采巷道使用，但這些傳 統(tǒng)的沿空留巷技術(shù)存在以下不足:①成本高、適用性差、工藝復(fù)雜、切頂效果不佳、墻體片幫 嚴重、穩(wěn)定性差，坑木消耗量大;②在回采巷道掘進期間巷道通風差，影響施工接續(xù)、工作人 員煤塵吸入量大、炮眼不易排出等;③采用緊隨回采面充填巷旁混凝土墻體的方法，給回采 工作面正常生產(chǎn)帶來影響，相互干擾;④澆注混凝土人工充填墻體往往需要架模和拆模工 作，增加工人勞動強度，無可移動式澆注模板;⑤在煤層開采期間，采煤面受到超前支承壓 力的影響，巷道發(fā)生片幫和嚴重變形，導(dǎo)致巷道被壓垮或者充填墻體向采空區(qū)或巷道內(nèi)嚴 重擠壓變形甚至劇烈地滑移現(xiàn)象，巷道凈斷面縮小，影響巷道正常使用，返修工作艱難，且 影響輔助運輸和通風。
[0004] 為解決以上問題，現(xiàn)有加固和砌筑充填墻體主要方法有:采用高標號高強度的水 泥、改進充填墻體材料配置、充填墻體外側(cè)增設(shè)單體液壓支護(砼支護、木支柱)等手段，這 些手段雖然可以部分改善充填墻體的變形和滑移，但是不能從根本上解決問題，均屬于被 動支撐技術(shù)方法;另外，在通風問題上，現(xiàn)有技術(shù)仍采用傳統(tǒng)局扇通風方式，即風筒進風、巷 道出污風，無法解決通風問題，因此，如何有效控制和保證充填砼墻體的安全穩(wěn)定性和減少 墻體的變形、提高其自身自承能力、實質(zhì)上解決巷道通風難等問題是目前需繼續(xù)解決的重 大安全生產(chǎn)技術(shù)難題。
[0005] 總之，現(xiàn)有采用的沿空留巷技術(shù)，無論從墻體構(gòu)筑支護設(shè)計思路還是從通風問題 上依然存在不合理性，大多巷道施工要么將沿空留巷和順槽分開掘進不能合理利用一條運 輸皮帶排矸石、要么將回采采面采前巷道掘進與采后留巷互相獨立，沒有沿空留巷和順槽 施工視為一項整體系統(tǒng)工程、無法全盤考慮，導(dǎo)致沿空留巷墻體在超前支承壓力和采后峰 值壓力的多重采動影響下，巷道無法正常使用，致使沿空留巷效果達不到預(yù)期的效果，甚至 返修成本遠高于掘進和留設(shè)煤柱的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，采用主動 支撐砼人工煤柱方法，方法便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)易于施工、安全可靠、節(jié)約成本，不僅統(tǒng)籌設(shè)計將 沿空留巷和回采順槽一次采掘和支護施工完成，提供了較大的沿空留巷巷旁支護的整體支 護強度、很好地解決了薄砼人工煤柱容易發(fā)生滑移和嚴重變形等難題，并且采用U型通風解 決了巷道通風難的問題，可滿足超前支承壓力和采后峰值壓力的多重采動影響的要求。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法所采用的采掘作業(yè)生 產(chǎn)線是在回采工作面巷道掘進時單巷開掘后緊跟掌子面后部由灌筑砼人工煤柱支護的中 隔墻將單巷分成一側(cè)為順槽、另一側(cè)為沿空留巷兩個巷道，兩個巷道內(nèi)設(shè)置掘進機、膠帶排 矸運輸機;所述的掌子面后部設(shè)有連通順槽和沿空留巷的連通巷，順槽、沿空留巷和連通巷 共同構(gòu)成U型通風，連通巷內(nèi)設(shè)置超前支護自移式模板液壓拉架支護裝置，超前支護自移式 模板液壓拉架支護裝置后端與中隔墻對接;所述的自移式模板液壓拉架支護裝置包括Π 型 充填灌注可移動式模板、中隔墻超前支護自移式液壓支架和可移動式刮板機；Π 型充填灌 注可移動式模板包括位于側(cè)面的模板側(cè)面和位于前面的模板正面，模板側(cè)面上設(shè)有具有單 向進漿擋板的注漿孔，模板正面上設(shè)有模板門；所述的Π 型充填灌注可移動式模板內(nèi)置中 隔墻內(nèi)加固網(wǎng)，并由吊掛鐵絲懸吊于巷道頂板的錨網(wǎng)或錨桿上;所述的中隔墻內(nèi)設(shè)置抵抗 墻體位移變形的滑動裝置和水平方向設(shè)置的預(yù)應(yīng)力錨固裝置;所述的抵抗墻體位移變形滑 動裝置包括頂板抗滑加固錨桿、底板抗滑加固錨桿、頂板抗滑加固錨桿鉆孔、底板抗滑加固 錨桿鉆孔、頂板擴孔、底板擴孔、頂?shù)讓犹坠?、飛-型加強筋、綁扎鐵絲和橫向加強拉筋;板 抗滑加固錨桿、頂板抗滑加固錨桿鉆孔、頂板擴孔對應(yīng)中隔墻設(shè)置在頂板上;底板抗滑加固 錨桿、底板抗滑加固錨桿鉆孔、底板擴孔對應(yīng)中隔墻設(shè)置在底板上；入型加強筋設(shè)置為多 件，多件'Λ_型加強筋對稱豎直設(shè)置并通過綁扎鐵絲進行固定，且多件"V型加強筋通過頂?shù)?對接套管與頂板抗滑加固錨桿和底板抗滑加固錨桿連接;橫向加強拉筋橫向鉤掛固定設(shè)置 在-V型加強筋之間；所述的水平方向設(shè)置的預(yù)應(yīng)力錨固裝置是先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置，包 括先張螺紋拉筋、先張拉筋套管、先張拉筋錨具或螺母、止?jié){墊片和對接短錨桿;先張螺紋 拉筋水平設(shè)置，先張螺紋拉筋的兩端通過先張拉筋套管與穿過模板側(cè)面的對接短錨桿連 接，對接短錨桿通過止?jié){墊片和先張拉筋錨具或螺母固定安裝在模板側(cè)面上；
[0008] a)掌子面掘進:掘進掌子面采用掘進機施工，邊掘邊排矸石，排矸工作由膠帶運輸 機輔助運輸，同時對其頂板進行錨網(wǎng)索支護；
[0009] b)II型充填灌注可移動式模板前移:將Π 型充填灌注可移動式模板由中隔墻超前 支護自移式液壓支架牽引至指定位置；
[0010] c)安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置和水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置:施工人員 開啟模板門進入Π 型充填灌注可移動式模板內(nèi)部安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置和水平 方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置后撤離；
[0011] d)灌注砼人工煤柱:混凝土灌注設(shè)備包括混凝土攪拌站、砼輸送栗、砼輸送管路， 該套設(shè)備位于沿空留巷內(nèi)，由沿空留巷超前支護自移式液壓支架牽引，緊隨Π 型充填灌注 可移動式模板移動施工，栗送混凝土通過Π 型充填灌注可移動式模板的注漿孔灌注砼中隔 墻；
[0012] e)步進:待混凝土強度達到規(guī)定要求后，拉架Π 型充填灌注可移動式模板至下一 灌注位置即完成一次灌注已澆筑中隔墻的充填工作面；
[0013] f)移架:移動沿空留巷超前支護自移式液壓支架至下一工序位置；
[0014] g)跟隨掘進掌子面掘進機的推進:重復(fù)上述步聚，完成一垛接一垛的已澆筑中隔 墻的充填灌注工作。
[0015] 作為本發(fā)明的一種實施方式，步驟c)安裝水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置的具體 步驟如下：在Π 型充填灌注可移動式模板拉架至指定位置后，穿過模板側(cè)面對穿孔將先張 螺紋拉筋通過先張拉筋套管與對接短錨桿相互連接，并在對接短錨桿外端安裝止?jié){墊片和 先張拉筋錨具或螺母，并對先張拉筋錨具或螺母施加預(yù)應(yīng)力，然后進行內(nèi)部抵抗墻體位移 變形滑動裝置的安裝，施工人員撤離后灌注混凝土，待混凝土強度達到規(guī)定要求后，保證先 張螺紋拉筋與混凝土間有足夠的粘結(jié)力時，拆卸對接短錨桿、先張拉筋錨具或螺母和止?jié){ 墊片，待移動Π 型充填灌注可移動式模板至下一階段后，再重新安裝對接短錨桿、先張拉筋 錨具或螺母和止?jié){墊片。
[0016] 作為本發(fā)明的一種實施方式，步驟c)安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置的具體步驟 如下:在一次掘進巷道對頂板進行錨網(wǎng)索支護的同時在頂板和底板的指定位置鉆取頂板抗 滑加固錨桿鉆孔和頂板擴孔以及底板抗滑加固錨桿鉆孔和底板擴孔，清孔后連帶樹脂錨固 劑一并安裝頂板抗滑加固錨桿和底板抗滑加固錨桿，且保證頂板抗滑加固錨桿和底板抗滑 加固錨桿的錨桿末端不外露出頂板和底板；當Π 型充填灌注可移動式模板移動至該位置， 采用頂?shù)讓犹坠軐w_型加強筋與頂板抗滑加固錨桿和底板抗滑加固錨桿連接，并采用綁 扎鐵絲將對稱設(shè)置的型加強筋進行綁扎固定;且采用橫向加強拉筋水平方向搭接固定 在型加強筋上。
[0017] 作為本發(fā)明的進一步改進方案，步驟c)中增加隔墻內(nèi)加固網(wǎng)安裝步驟:先將沿模 板側(cè)面的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)中隔墻內(nèi)加固網(wǎng)，并采用吊掛鐵絲將中隔墻內(nèi)加固網(wǎng)的頂端捆綁著頂板 頂錨桿或頂板網(wǎng)固定。
[0018] 作為本發(fā)明的一種實施方式，所述的掌子面掘進包括順槽掌子面掘進和沿空留巷 掌子面掘進，掘進掌子面采用兩臺掘進機施工;順槽掌子面掘進采用順槽掘進機掘進對應(yīng) 可移動式刮板機前方掌子面，邊掘邊排矸石;沿空留巷掌子面掘進采用沿空留巷一側(cè)的掘 進機掘進端頭煤巖體，掘進機后方將煤矸石直接落至下方對應(yīng)的可移動式刮板機轉(zhuǎn)載至順 槽端頭位置，由膠帶運輸機輔助運輸完成。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本一次掘進留設(shè)雙巷采掘作業(yè)生產(chǎn)線①將一條巷道開掘后采用 一分二的巷道留設(shè)方式，對掘進期間改善通風極為有利；
[0020] ②少開掘一條回采巷道，節(jié)省大量人力資源，減少采煤工作面準備時間，緩解了采 掘工作接續(xù)緊張問題；
[0021] ③取消了區(qū)段煤柱，采用人工構(gòu)筑砼墻結(jié)構(gòu)，完全實現(xiàn)無煤柱開采，提高了煤炭回 采率，充分開發(fā)了寶貴的煤炭資源；
[0022] ④砼人工墻體的中隔墻采用中隔墻內(nèi)設(shè)置抵抗墻體位移變形滑動裝置和水平方 向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置兩大系統(tǒng)，提供了中隔墻體更高的剛度和密實度，很好地支撐和 維護頂?shù)装宓姆€(wěn)定性能，較好地抵抗超前支承壓力和采后峰值壓力的多重采動影響仍保持 墻體穩(wěn)定，減少自然發(fā)火；
[0023]⑤中隔墻內(nèi)灌注混凝土采用Π 型充填灌注可移動式模板，取消了架模板和拆模板 環(huán)節(jié)，減少工人勞動強度，節(jié)省工序銜接時間；
[0024] ⑥混凝土栗送站可位于沿空留巷內(nèi)，由沿空留巷超前支護自移式液壓支架牽引， 無需人工通過倒鏈等手段移動，降低勞動強度、提高功效，操作簡單方便，安全可靠。
[0025]⑦通過本發(fā)明的實施，把整個墻體和頂?shù)装褰Y(jié)合成整體，有效地控制巷道圍巖的 變形，提高砼人工墻體整體穩(wěn)定性，保障工作面采后沿空留巷成功留設(shè)，安全實用。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明采用掘進方式一時的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明采用掘進方式二時的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明的待充填輪段的正面示意圖、圖1和圖2的C-C斷面示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明的已充填輪段的正面示意圖、圖1和圖2的D-D斷面示意圖；
[0030] 圖5是圖3的Α-Α斷面不意圖；
[0031 ] 圖6是圖3的Β-Β斷面不意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明Π 型充填灌注可移動式模板的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中：1、錨索，2、頂錨桿，3、頂板網(wǎng)，4、幫錨桿，5、幫部網(wǎng)，6、頂板抗滑加固錨桿，7、 底板抗滑加固錨桿，8、頂板抗滑加固錨桿鉆孔，9、底板抗滑加固錨桿鉆孔，10、頂板擴孔， 11、底板擴孔，12、頂?shù)讓犹坠埽?3、Α_型加強筋，14、綁扎鐵絲，15、橫向加強拉筋，16、先 張螺紋拉筋，17、先張拉筋套管，18、先張拉筋錨具或螺母，19、止?jié){墊片，20、中隔墻內(nèi)加固 網(wǎng)，21、Π 型充填灌注可移動式模板，21-1、模板側(cè)面，21-2、模板正面，22、注漿孔，23、單向 進漿擋板，24、模板側(cè)面對穿孔，25、吊掛鐵絲，26、已澆筑中隔墻，27、沿空留巷超前支護自 移式液壓支架，28、中隔墻超前支護自移式液壓支架，28-1、頂?shù)装逯吻Ы铮?8-2、底部支 撐板，28-3、模板橫向拉伸千斤，28-4、頂推，28-5、頂部支撐板，29、可移動式刮板機，30、排 矸膠帶運輸機，31、橫向拉筋肋，32、縱向拉筋肋，33、掘進機，34、對接短錨桿，35、沿空留巷， 36、順槽，37、中隔墻，38、接續(xù)采面，39、待采工作面，40、模板門。
【具體實施方式】
[0034] 無煤柱開采的沿空巷道留設(shè)要要經(jīng)歷開掘巷道、掘后巷道穩(wěn)定、回采超前支承壓 力擾動影響、回采后支承壓力峰值、采后壓力恢復(fù)等五個階段，本發(fā)明U型通風中"沿空留巷 +中隔墻+順槽"一次掘進留設(shè)雙巷及支護方法，將沿空留巷、巷旁砼人工煤柱、回采順槽視 為一個整體一并開掘，在采面順槽掘進期間將沿空留巷作為掘進期間排污風巷道使用，回 采期間亦作為鄰近順槽的輔助運輸巷道使用，在下一區(qū)段采煤階段保留為沿空留巷，做為 回采順槽使用。
[0035] 本發(fā)明U型通風中"沿空留巷+中隔墻+順槽"一次掘進留設(shè)雙巷及支護方法的具體 作法是，在回采工作面巷道掘進階段，對巷道掘進的具體安排:將一條巷道開掘后采用一分 二的巷道留設(shè)方式，一側(cè)為順槽、另一側(cè)為沿空留巷，沿空留巷和順槽統(tǒng)稱為雙巷，緊跟掌 子面其后由中隔墻將單巷分成雙巷，雙巷間灌筑砼人工煤柱支護，1~3臺掘進機掘進、一條 膠帶運輸機排矸、U型通風方式、中隔墻內(nèi)設(shè)置抵抗墻體位移變形滑動裝置和水平方向先張 法預(yù)應(yīng)力錨固裝置兩大系統(tǒng)，既可限制中隔墻體與頂?shù)装彘g發(fā)生位移和錯動、提高墻體整 體強度、改善墻體的抗滑移變形的能力、強化墻體的穩(wěn)固性能，特別是在回采期間的采動支 承壓力影響和頂板不均勻受力作用下有效地防止墻體兩側(cè)發(fā)生的撓曲變形和錯位滑移，大 大控制頂?shù)装搴蛶筒孔冃?，保證巷道有效斷面;在雙巷掘進期間，順槽和沿空留巷由掌子面 的連通道構(gòu)成了 U型通風方式，克服了獨頭通風的弊端。雙巷間構(gòu)筑中隔墻體作為砼人工煤 柱，沿空留巷在上一個采面開采期間可作為輔助運輸巷道使用，在下一個面開采時可作為 順槽使用，中隔墻構(gòu)成了沿空留巷的巷旁支護墻體。
[0036] 本發(fā)明在實施例中的關(guān)鍵問題取決于砼人工煤柱選取的支護方法和支護工藝，沿 空留巷在多重礦山壓力擾動影響下，要保證沿空留巷能抵抗巷道采動壓力，而無需維修仍 可繼續(xù)使用，保證工作面正常接續(xù)生產(chǎn)。
[0037] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例做進一步的描述：
[0038] 如圖3、圖4中示出本發(fā)明一次掘進留設(shè)雙巷及支護方法中的"沿空留巷+中隔墻+ 順槽"待充填砼段和已充填砼段的正面布置情況，圖5、圖6中示出本發(fā)明一次掘進留設(shè)雙巷 中"超前支護段、待充填砼段和已充填砼段"各組件結(jié)構(gòu)裝配的側(cè)面布置情況，圖1、圖2中示 出本發(fā)明"沿空留巷+中隔墻+順槽"在一次掘進留設(shè)雙巷中平面布置結(jié)構(gòu)布置情況。
[0039] 圖中所示巷道掘進斷面為矩形斷面，從停采線至開切眼之間沿著巷道掘進方向全 長布置，將一次開掘巷道從巷中采用"一分二"形式，在掘進巷道的中間設(shè)置中隔墻體37，左 側(cè)為回采順槽36,右側(cè)為沿空留巷35即下一區(qū)段回采工作面的順槽，一側(cè)開掘巷道頂板按 照錨網(wǎng)索布置，即錨索1+頂錨桿2+頂板網(wǎng)3,巷道兩幫布設(shè)錨網(wǎng)形式，即幫錨桿4+幫部網(wǎng)5。
[0040] 巷道中部中隔墻37作為回采順槽36和沿空留巷35-側(cè)巷幫支護結(jié)構(gòu)，共同支撐頂 板來壓。
[0041] 斷面C-C和斷面D-D的指向是從停采線指向開切眼，斷面A-A和斷面B-B的指向是從 沿空留巷35指向順槽36。
[0042] 如圖1至圖7所示，本發(fā)明的U型通風中"沿空留巷+中隔墻+順槽"一次掘進留設(shè)雙 巷支護結(jié)構(gòu)，包括沿空留巷35和順槽36的錨網(wǎng)索支護外，主要為中隔墻體結(jié)構(gòu)，中隔墻體37 結(jié)構(gòu)包括布抵抗墻體位移變形滑動裝置系統(tǒng)、水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置系統(tǒng)、中隔 墻內(nèi)加固網(wǎng)20和灌注的混凝土，其中抵抗墻體位移變形滑動裝置系統(tǒng)由頂板抗滑加固錨桿 6、底板抗滑加固錨桿7、頂板抗滑加固錨桿鉆孔8、底板抗滑加固錨桿鉆孔9、頂板擴孔10、底 板擴孔11、頂?shù)讓犹坠?2、型加強筋13、綁扎鐵絲14和橫向加強拉筋15構(gòu)成;水平方向 先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置系統(tǒng)包括先先張螺紋拉筋16、先張拉筋套管17、先張拉筋錨具或螺 母18、止?jié){墊片19和對接短錨桿34構(gòu)成。
[0043]抵抗墻體位移變形滑動裝置系統(tǒng)可有效地起到限制中隔墻發(fā)生水平方向開裂和 變形及中隔墻體與頂?shù)装彘g發(fā)生位移和錯動，提高中隔墻整體強度，改善墻體抗滑移變形 能力。
[0044]通常采用的充填墻體極限抗拉應(yīng)變能力有限，在覆巖采動壓力下受拉區(qū)域易發(fā)生 混凝土開裂和"起包"現(xiàn)象整體構(gòu)件的剛度小而撓度大，導(dǎo)致充填幫部變形增大、甚至破壞 加深，為了克服普通充填墻體過早裂縫與其內(nèi)部鋼筋變形協(xié)調(diào)不一致、無法發(fā)揮作用的弊 端，本發(fā)明采用先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置系統(tǒng)，使中隔墻整體砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)受拉，通過對先張螺 紋拉筋事先給予水平方向張拉力，將鋼筋的反向收縮彈力施加給混凝土，使得中隔墻體內(nèi) 的混凝土受到一個預(yù)緊壓應(yīng)力作用，使其產(chǎn)生一定的擠壓變形，當中隔墻體受到采動壓力 作用后，受壓力區(qū)域產(chǎn)生的拉伸應(yīng)變首先與壓縮應(yīng)變相互抵消，然后在伴隨采動壓力的增 加，中隔墻砼才逐漸被拉伸，極大地控制了中隔墻體幫部變形，有效地提高中隔墻體整體構(gòu) 件剛度、開裂性能和耐久性能，與常見的充填墻體相比，本發(fā)明的中隔墻墻體具有厚度薄、 界面小、省材料等優(yōu)點。
[0045] 本發(fā)明的U型通風中"沿空留巷+中隔墻+順槽" 一次掘進留設(shè)雙巷支護結(jié)構(gòu)的施工 方法具體如下：
[0046] a)順槽36掌子面掘進:待上一個循環(huán)工序完成后，掘進掌子面采用兩臺掘進機施 工，如圖1所示，先采用順槽36掘進機掘進可移動式刮板機29前方掌子面，邊掘邊排矸石，排 矸工作由膠帶運輸機30輔助運輸，同時為保證端頭不發(fā)生冒頂事故對其頂板進行錨網(wǎng)索支 護，并鉆進頂、底板抗滑加固錨桿鉆孔8和頂板擴孔10以及底板抗滑加固錨桿鉆孔9和底板 擴孔11，如圖3所示，清孔后連帶樹脂錨固劑一并安裝頂板抗滑加固錨桿6和底板抗滑加固 錨桿7,保證6和7的錨桿末端不外漏出頂?shù)装?，避免拉架設(shè)備破壞錨桿螺紋，保證錨桿螺紋 正常使用，便于后期頂?shù)讓犹坠?2的順利安裝；
[0047] b)將Π 型充填灌注可移動式模板21由中隔墻超前支護自移式液壓支架28牽引至 指定位置:施工人員開啟模板門40進入Π 型充填灌注可移動式模板21內(nèi)部，待中隔墻超前 架28前方錨網(wǎng)索支護和頂板抗滑加固錨桿6和底板抗滑加固錨桿7安裝完畢及上一階段Π 型充填灌注可移動式模板21內(nèi)混凝土達到預(yù)設(shè)強度后，先采用扳手或人工卸下先張拉筋錨 具或螺母18、止?jié){墊片19和對接短錨桿34,然后泄壓頂?shù)装逯吻Ы?8-1，并依靠模板橫向 拉伸千斤28-3頂住模板正面21-2推動中隔墻超前支護自移式液壓支架28整體向前推移，待 達到指定位置后，重新?lián)纹痦數(shù)装逯吻Ы?8-1，使其頂部支撐板28-5底部支撐板底部支 撐板28-2完全接觸頂?shù)装迩沂芰?，然后回拉模板橫向拉伸千斤28-3-同牽引Π 型充填灌注 可移動式模板21達到下一階段灌注位置，最后由頂推橫向千斤28-4調(diào)整可移動式刮板機29 至合適位置；
[0048] c)沿空留巷35掌子面掘進:采用沿空留巷35-側(cè)的掘進機掘進端頭煤巖體，掘進 機后方可將煤矸石直接落至下方對應(yīng)的可移動式刮板機29轉(zhuǎn)載至順槽36端頭位置，由膠帶 運輸機30輔助運輸完成；
[0049] d)中隔墻內(nèi)布置抵抗墻體位移變形滑動裝置系統(tǒng)安裝：當Π 型充填灌注可移動式 模板21移動至對應(yīng)位置(如圖6所示），采用頂?shù)讓犹坠?2將1型加強筋13與頂板抗滑加 固錨桿6和底板抗滑加固錨桿7連接，并采用綁扎鐵絲14將對稱設(shè)置的1型加強筋13綁扎一 起;且采用帶彎鉤的橫向加強拉筋15水平方向搭接1型加強筋13,抵抗墻體位移變形滑動 裝置系統(tǒng)可有效地提高中隔墻整體強度，改善墻體抗滑移變形能力；
[0050] e)中隔墻內(nèi)加固網(wǎng)20安裝：先將沿模板側(cè)面21-1的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)中隔墻內(nèi)加固網(wǎng)20， 并采用吊掛鐵絲25將中隔墻內(nèi)加固網(wǎng)20的頂端捆綁著頂板頂錨桿2或頂板網(wǎng)3固定，中隔墻 內(nèi)加固網(wǎng)20采用Φ6鋼筋網(wǎng)焊接而成；
[0051] f)水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置兩大系統(tǒng)安裝:在Π 型充填灌注可移動式模板 21內(nèi)部，穿過模板側(cè)面對穿孔24將先張螺紋拉筋16通過先張拉筋套管17與對接短錨桿34相 互連接，并在對接短錨桿34外端安裝止?jié){墊片19和先張拉筋錨具或螺母18;
[0052] g)先張拉筋錨具或螺母18預(yù)應(yīng)力施加：中隔墻37內(nèi)部抵抗墻體位移變形滑動裝置 鋼筋的綁扎和安裝工作準備就緒后，人員經(jīng)由模板門40撤出，關(guān)閉模板門40門鎖;然后準備 對先張螺紋拉筋16施加預(yù)應(yīng)力，由于模板側(cè)面21-1受到模板正面21-2和已灌注好的中隔墻 體的限制作用，對先張拉筋錨具或螺母18施加預(yù)應(yīng)力；
[0053] h)灌注砼人工煤柱:混凝土灌注設(shè)備由混凝土攪拌站、砼輸送栗、砼輸送管路等一 套設(shè)備完成，設(shè)備砼輸送栗選用HBMG30/9-45S防爆混凝土栗，管路公稱直徑為DNIOOmm，混 凝土攪拌站選用MJZC150礦用混凝土攪拌機，該套設(shè)備位于沿空留巷內(nèi)，由沿空留巷超前支 護自移式液壓支架27牽引，緊隨Π 型充填灌注可移動式模板21移動施工，栗送混凝土通過 Π 型充填灌注可移動式模板21的注漿孔22灌注砼中隔墻，灌注期間防止?jié){液倒灌回混凝土 輸送管，在其注漿孔22處安設(shè)單向進漿擋板23,可使砼漿液"只進不出"；待混凝土強度達到 規(guī)定要求后，保證先張螺紋拉筋16與混凝土間有足夠的粘結(jié)力時，拆卸對接短錨桿34、先張 拉筋錨具或螺母18和止?jié){墊片19,待移動Π 型充填灌注可移動式模板21至下一階段后，再 重新安裝先張拉筋錨具或螺母18及托板等，該安裝方法不影響Π 型充填灌注可移動式模板 21的正常移架，拉架Π 型充填灌注可移動式模板21至下一灌注位置即完成一次灌注已澆筑 中隔墻26的充填工作面;移動沿空留巷超前支護自移式液壓支架27至下一工序位置；
[0054] i)跟隨掘進掌子面掘進機33的推進:重復(fù)上述步聚，完成一垛接一垛的已澆筑中 隔墻26的充填灌注工作，通過中隔墻內(nèi)布置抵抗墻體位移變形滑動裝置系統(tǒng)將頂?shù)装鍑鷰r 體與中隔墻體完整地結(jié)合形成一個整體結(jié)構(gòu)，并通過水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錨固裝置系統(tǒng) 有效地約束和限制圍巖的剪切、拉伸破壞與變形。
【主權(quán)項】
1. 一種u型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，其特征在于，所采用的采掘作業(yè)生產(chǎn)線 是在回采工作面巷道掘進時單巷開掘后緊跟掌子面后部由灌筑搶人工煤柱支護的中隔墻 (37)將單巷分成一側(cè)為順槽(36)、另一側(cè)為沿空留巷(35)兩個巷道，兩個巷道內(nèi)設(shè)置掘進 機、膠帶排桿運輸機;所述的掌子面后部設(shè)有連通順槽和沿空留巷的連通巷，順槽(36)、沿 空留巷(35)和連通巷共同構(gòu)成U型通風，連通巷內(nèi)設(shè)置超前支護自移式模板液壓拉架支護 裝置，超前支護自移式模板液壓拉架支護裝置后端與中隔墻對接;所述的自移式模板液壓 拉架支護裝置包括Π 型充填灌注可移動式模板(21 )、中隔墻超前支護自移式液壓支架(28) 和可移動式刮板機(29); Π 型充填灌注可移動式模板(21)包括位于側(cè)面的模板側(cè)面(21-1) 和位于前面的模板正面(21-2)，模板側(cè)面(21-1)上設(shè)有具有單向進漿擋板(23)的注漿孔 (22)，模板正面(21-2)上設(shè)有模板口（40);所述的Π 型充填灌注可移動式模板(21)內(nèi)置中 隔墻內(nèi)加固網(wǎng)（20)，并由吊掛鐵絲（25)懸吊于巷道頂板的錯網(wǎng)或錯桿上；所述的中隔墻 (37)內(nèi)設(shè)置抵抗墻體位移變形的滑動裝置和水平方向設(shè)置的預(yù)應(yīng)力錯固裝置;所述的抵抗 墻體位移變形滑動裝置包括頂板抗滑加固錯桿(6)、底板抗滑加固錯桿(7)、頂板抗滑加固 錯桿鉆孔（8)、底板抗滑加固錯桿鉆孔(9)、頂板擴孔（10)、底板擴孔（11)、頂?shù)讓犹坠? (12)、飛_型加強筋（13)、綁扎鐵絲（14)和橫向加強拉筋（15);板抗滑加固錯桿(6)、頂板抗 滑加固錯桿鉆孔(8)、頂板擴孔（10)對應(yīng)中隔墻(37)設(shè)置在頂板上;底板抗滑加固錯桿(7)、 底板抗滑加固錯桿鉆孔(9)、底板擴孔（11)對應(yīng)中隔墻設(shè)置在底板上;飛_型加強筋（13)設(shè) 置為多件，多件~\~.型加強筋（13)對稱豎直設(shè)置并通過綁扎鐵絲（14)進行固定，且多件-\_型 加強筋（13)通過頂?shù)讓犹坠埽?2)與頂板抗滑加固錯桿(6)和底板抗滑加固錯桿(7)連接； 橫向加強拉筋（15)橫向鉤掛固定設(shè)置在?\_型加強筋（13)之間;所述的水平方向設(shè)置的預(yù)應(yīng) 力錯固裝置是先張法預(yù)應(yīng)力錯固裝置，包括先張螺紋拉筋（16)、先張拉筋套管（17)、先張拉 筋錯具或螺母(18)、止?jié){墊片（19)和對接短錯桿(34);先張螺紋拉筋（16)水平設(shè)置，先張螺 紋拉筋（16)的兩端通過先張拉筋套管（17)與穿過模板側(cè)面(21-1)的對接短錯桿(34)連接， 對接短錯桿(34)通過止?jié){墊片（19)和先張拉筋錯具或螺母（18)固定安裝在模板側(cè)面(21- 1)上； 具體支護方法如下： a) 掌子面掘進:掘進掌子面采用掘進機(33)施工，邊掘邊排桿石，排桿工作由膠帶運輸 機(30)輔助運輸，同時對其頂板進行錯網(wǎng)索支護； b) n型充填灌注可移動式模板(21)前移:將Π 型充填灌注可移動式模板(21)由中隔墻 超前支護自移式液壓支架(28)牽引至指定位置； C)安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置和水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錯固裝置:施工人員開啟 模板口（40)進入Π 型充填灌注可移動式模板(21)內(nèi)部安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置和 水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錯固裝置后撤離； d) 灌注搶人工煤柱：混凝±灌注設(shè)備包括混凝±攬拌站、搶輸送累、搶輸送管路，該套 設(shè)備位于沿空留巷內(nèi)，由沿空留巷超前支護自移式液壓支架(27)牽引，緊隨Π 型充填灌注 可移動式模板（21)移動施工，累送混凝±通過Π 型充填灌注可移動式模板(21)的注漿孔 (22)灌注搶中隔墻； e) 步進:待混凝±強度達到規(guī)定要求后，拉架Π 型充填灌注可移動式模板(21)至下一 灌注位置即完成一次灌注已誘筑中隔墻(26)的充填工作面； f) 移架:移動沿空留巷超前支護自移式液壓支架(27)至下一工序位置； g) 跟隨掘進掌子面掘進機（33)的推進：重復(fù)上述步聚，完成一煤接一煤的已誘筑中隔 墻(26)的充填灌注工作。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，其特征在于，步驟C) 安裝水平方向先張法預(yù)應(yīng)力錯固裝置的具體步驟如下:在Π 型充填灌注可移動式模板(21) 拉架至指定位置后，穿過模板側(cè)面對穿孔(24)將先張螺紋拉筋（16)通過先張拉筋套管（17) 與對接短錯桿(34)相互連接，并在對接短錯桿(34)外端安裝止?jié){墊片（19)和先張拉筋錯具 或螺母（18)，并對先張拉筋錯具或螺母（18)施加預(yù)應(yīng)力，然后進行內(nèi)部抵抗墻體位移變形 滑動裝置的安裝，施工人員撤離后灌注混凝±，待混凝±強度達到規(guī)定要求后，保證先張螺 紋拉筋（16)與混凝±間有足夠的粘結(jié)力時，拆卸對接短錯桿（34)、先張拉筋錯具或螺母 (18)和止?jié){墊片（19)，待移動Π 型充填灌注可移動式模板(21)至下一階段后，再重新安裝 對接短錯桿(34)、先張拉筋錯具或螺母(18)和止?jié){墊片（19)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，其特征在于，步驟C) 安裝抵抗墻體位移變形滑動裝置的具體步驟如下:在一次掘進巷道對頂板進行錯網(wǎng)索支護 的同時在頂板和底板的指定位置鉆取頂板抗滑加固錯桿鉆孔(8)和頂板擴孔（10) W及底板 抗滑加固錯桿鉆孔(9)和底板擴孔（11)，清孔后連帶樹脂錯固劑一并安裝頂板抗滑加固錯 桿(6)和底板抗滑加固錯桿(7 )，且保證頂板抗滑加固錯桿(6)和底板抗滑加固錯桿(7)的錯 桿末端不外露出頂板和底板；當Π 型充填灌注可移動式模板(21)移動至該位置，采用頂?shù)?對接套管(12)將-V型加強筋（13)與頂板抗滑加固錯桿(6)和底板抗滑加固錯桿(7)連接，并 采用綁扎鐵絲(14)將對稱設(shè)置的一心型加強筋（13)進行綁扎固定;且采用橫向加強拉筋（15) 水平方向搭接固定在^_型加強筋（13)上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，其特征在于，步驟C) 中增加隔墻內(nèi)加固網(wǎng)（20)安裝步驟:先將沿模板側(cè)面(21-1)的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)中隔墻內(nèi)加固網(wǎng) (20)，并采用吊掛鐵絲(25)將中隔墻內(nèi)加固網(wǎng)（20)的頂端捆綁著頂板頂錯桿(2)或頂板網(wǎng) (3)固定。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型通風一次掘進留設(shè)雙巷的支護方法，其特征在于，所述的 掌子面掘進包括順槽掌子面掘進和沿空留巷掌子面掘進，掘進掌子面采用兩臺掘進機施 工;順槽掌子面掘進采用順槽掘進機掘進對應(yīng)可移動式刮板機(29)前方掌子面，邊掘邊排 桿石;沿空留巷掌子面掘進采用沿空留巷一側(cè)的掘進機掘進端頭煤巖體，掘進機后方將煤 桿石直接落至下方對應(yīng)的可移動式刮板機（29)轉(zhuǎn)載至順槽(36)端頭位置，由膠帶運輸機 (30)輔助運輸完成。
【文檔編號】E21D23/16GK105937401SQ201610459175
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】李昂
【申請人】西安科技大學(xué)