一种综采工作面撤架通道快速施工支护方法

1.本发明涉及回采工作面巷道支护领域，涉及一种小断面撤架通道快速施工支护方法，具体涉及一种采用注浆锚索与高强度锚索进行混合支护，并对通道顶板进行预先密集钻孔切缝的施工方法。


背景技术：

2.现代科学技术的飞速发展为我国煤炭行业带来了无限生机,随着煤炭工业技术水平的提高,一大批技术含量高、生产效率高、经济效益好的现代化矿井先后建成投产,大大提升煤炭行业整体生产水平,综合机械化采煤工艺成为煤炭开采主流。
3.综采工作面的搬家是一个矿能否完成正常的生产接替,能否实现稳产、高产的重要工作。它对于矿井生产的持续稳定健康发展具有十分重要的战略意义,从某种程度上讲,抓好了综采工作面的搬家准备工作,也就为矿井的安全生产创造了良好的条件,奠定了坚实的基础。其中,撤架通道是保证工作面设备顺利撤出的必要条件，能快速完成撤架通道工作将使采煤工作面搬家周期大大减小。
4.目前国内煤矿采煤工作面搬家撤架通道的施工方式有俩种，第一种施工方法是预先掘出撤架通道，其具有提前施工,掘进与支护受外界影响因素较小等优点。但在工作面回采过程中,要经受一次超前支承压力的影响,通常情况下安装垛式支架加强通道的维护,同时超前支承压力将会使通道在贯通前产生严重变形,造成撤架通道空间不足,影响液压支架回撤效率,撤架空间利用率低且由于垛式支架的存在,也会影响支架回撤效率；
5.通常还有一种方法是在支架推到回撤位置时,通过采煤机割煤,并打设锚杆、锚索,形成回撤通道，采用第二种方式形成的撤架通道,具有不受超前支承压力影响,围岩应力较小,不用架设垛式支架,同时可以使用采煤工作面的运输及通风系统,以及利用液压支架对顶板进行临时支护,每班可同时施工的人数较多等优点,但也有如下缺点：撤架通道形成前经历过超前支承压力的影响,迎头煤壁范围比较大,对煤壁需采取相应的防片落措施煤壁片帮严重,且需在液压支架下对顶板打设锚杆索控制顶板下沉,影响撤架通道影响施工,并存在不安全隐患。同时,顶板锚杆锚索在支架下进行施工,影响施工。
6.在此情况下，有必要发展一种新的采煤工作面搬家撤架通道的施工方式，一方面提高工作面搬家的效率，另一方面缓解工人劳动强度以及提高作业过程的安全性，发明一种新的撤架通道施工技术，对提高回采工作面安全、高效以及连续作业具有重要意义。


技术实现要素：

7.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种综采工作面撤架通道快速施工支护方法，作业安全可靠、施工效率高、支护成本低、能够缓解工人劳动强度、扩大有效施工空间。
8.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
9.本发明提供一种综采工作面撤架通道快速施工支护方法，包括以下步骤：
10.(a)选定回采工作面，在回采工作面回采结束前在停采线对撤架通道进行掘进，掘进时对撤架通道采用一次全周期支护，在滞后支护作业50m位置对撤架通道靠近采空区侧顶板进行密集钻孔作业；一次全周期支护具体包括以下步骤：
11.(a1)在撤架通道掘进的同时，在撤架通道的巷道顶板上沿撤架通道的掘进方向，采用φ20mm左旋无纵筋等强螺纹钢的顶部锚杆、铺菱形金属网配合w型钢带和托盘进行支护；
12.(a2)每间隔一排顶部锚杆的巷道顶板采用φ17.8mm的锚索配合w型钢带和托盘进行支护，此时的w型钢带与撤架通道走向垂直布置；
13.(a3)在未布置锚索支护的顶部锚杆间隔处的巷道顶板采用规格为φ21.8的1
×
19股高强度锚索和规格为φ21.6的1
×
8股的注浆锚索配合w型钢带和托盘进行支护，此时的w型钢带与巷道走向平行布置，且w型钢带顺着撤架通道掘进方向连接，注浆锚索布置在靠近回采工作面的一侧；
14.(a4)在撤架通道远离回采工作面的帮部位置采用φ20mm右旋全螺纹的帮部锚杆、铺菱形金属网，配合w型钢带和托盘13支护，此时w型钢带与撤架通道走向垂直；
15.(a5)在撤架通道的帮部腰线处采用φ17.8mm的帮部锚索配合w型钢带和托盘进行支护，此时w型钢带与撤架通道走向平行；
16.(a6)在撤架通道靠近回采工作面的帮部位置采用φ20mm右旋全螺纹的帮部锚杆、铺菱形金属网配合w型钢带和托盘支护，此时w型钢带与撤架通道走向垂直，完成撤架通道的全周期支护；
17.(b)当回采工作面回采到距离撤架通道25-35m时，对撤架通道巷道顶板的注浆锚索进行注浆工作，注浆锚索封孔后利用高压泵对巷道顶板的裂隙进行注浆，把破碎顶板的缝隙和孔体充实，将撤架通道的巷道顶板胶结成整体；
18.(c)对回采工作面与撤架通道进行贯通，将回采工作面中液压支架的前端梁推移到撤架通道巷道顶板上的注浆锚索位置处，确保巷道顶板稳定安全支护，清理撤架通道中的浮煤，对回采工作面撤架通道施工完毕，完成撤架的准备工作。
19.优选地，所述步骤(b)中，注浆锚索进行注浆工作时，注浆材料为超细水泥，注浆压力不得大于5mpa。
20.优选地，所述步骤(b)中当回采工作面回采到距离撤架通道30m时，对撤架通道中顶板注浆锚索进行注浆工作。
21.优选地，所述步骤(a2)中锚索的布置数量为：每排锚索的数量至少为两根。
22.优选地，所述步骤(a3)中高强度锚索、注浆锚索的布置数量为：每排高强度锚索数量至少为一根；每排注浆锚索的数量至少为两根。
23.优选地，所述步骤(a5)中帮部锚索的布置数量为：每排帮部锚索的数量至少为一根。
24.优选地，所述步骤(c)中，在回采工作面回采到距离距撤架通道1m时对回采工作面与撤架通道进行贯通。
25.本发明的有益效果在于：
26.(1)本发明采用注浆锚索配合高强度锚索混合式支护方式，显著提高了支护效率，尤其针对小断面回采巷道，大大提高了作业空间利用率，能够提高顶部支护强度，保持稳定
而不易产生破坏。
27.(2)本发明的一次全周期支护方式，极大的提高了巷道的施工效率，一次成永久性支护，极大的减少了巷道的后续维护钻修成本，并且在综采工作面撤架期间，取消了以往撤架通道的单体支护，一方面减少了作业强度，提高了作业效率，空间有效利用率大大提高，一方面减少了工人的劳动强度，提高了作业的安全性。
28.(3)本发明通过密集钻孔对顶板预裂，进一步减小在受到回采扰动时撤架通道的变形以及顶板的应力，提高了后续工作面支架撤架时的安全性，降低了撤架通道支护成本，一次性全周期成巷，减少了作业步骤，针对小断面综采工作面撤架通道，大大提高了支护效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
30.图1为本发明实施中回采工作面结构撤架通道施工示面图。
31.图2为本发明实施中撤架通道支护断面图。
32.图3为本发明实施中撤架通道支护平面图。
33.图4为本发明实施中撤架通道密集钻孔示意图。
34.图5为本发明实施中撤架通道钻孔参数图。
35.图6为本发明实施中工作面撤架通道贯通示意图。
36.图中，1、煤岩体；2、采空区；3、回采工作面；4、工作面回采顺槽；5、撤架通道；6、停采线；7、注浆锚索；8、锚索；9、高强度锚索；10、顶部锚杆；11、帮部锚杆；12、帮部锚索；13、托盘；14、铺菱形金属网；15、w型钢带；16、液压支架；17、钻孔。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.如图1所示为本实例的煤岩体1、采空区2、回采工作面3、工作面回采顺槽4以及撤架通道5之间的位置关系，当回采工作面3即将在本工作面回采完毕前的一段时间，在回采停采线6位置开始掘进工作面的撤架通道5，对于撤架通道5，采用一次全周期成巷支护，并且在滞后掘进工作面沿靠近采空区侧顶板处进行密集钻孔作业，钻孔与水平方向成70
°
；当回采工作面3回采到距离撤架通道25-35m时，对撤架通道5中顶板注浆锚索7进行注浆工作；随着回采工作面3回采到距撤架通道5为1m时，对撤架通道5与回采工作面3之间的煤壁进行贯通，对液压支架16进行移架，使得液压支架16的前端梁处于撤架通道5顶板注浆锚索7之下，如图4所示；对撤架通道中浮煤进行清理，即完成撤架的准备工作。
39.本实例提供一种综采工作面撤架通道快速施工方法，包括以下步骤：
40.第一步，选定回采工作面3，在回采工作面3回采结束前，在停采线6对撤架通道5进行掘进；撤架通道5采用一次全周期支护，即在撤架通道5掘进的同时进行了永久支护即锚网支护，具体包括：在撤架通道5掘进的同时，在撤架通道5的巷道顶板上沿撤架通道5的掘进方向，采用φ20mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆10，铺菱形金属网14配合w型钢带15和托盘13支护；每间隔一排锚杆的巷道顶板采用φ17.8mm的锚索8配合w型钢带15和托盘13支护，此时的w型钢带15与巷道走向垂直，每排锚索8的数量至少为两根；在没有锚索8支护的锚杆间隔处的巷道顶板上采用规格为φ21.8的1
×
19股高强度锚索9和规格为φ21.6的1
×
8股的注浆锚索7配合w型钢带15和托盘13支护，此时的w型钢带15与巷道走向平行，并且w型钢带15顺着巷道掘进密切连接，每排高强度锚索9数量至少为一根，注浆锚索7的数量至少为两根，并且注浆锚索7布置在靠近回采工作面的一侧；巷道远离回采工作面的帮部采用φ20mm右旋全螺纹锚杆11、铺菱形金属网14配合w型钢带15和托盘13支护，此时w型钢带15与巷道走向垂直；在巷道的帮部腰线处采用φ17.8mm的锚索12配合w型钢带15和托盘13支护，每排锚索的数量至少为一根，此时w型钢带15与巷道走向平行；巷道靠近回采工作面的帮部采用φ20mm右旋全螺纹锚杆11铺菱形金属网14配合w型钢带15和托盘13支护，此时w型钢带15与巷道走向垂直，完成撤架通道的全周期支护；在滞后支护作业50m位置对撤架通道靠近采空区侧顶板进行钻孔17的密集钻孔作业，如图4和图5所示，此处的密级钻孔作业为本领域技术人员所熟知现有作业方式，在此不作详细描述。
41.第二步，当回采工作面3回采到距离撤架通道5为30m时，对撤架通道5中顶板注浆锚索7进行注浆工作，注浆锚索7封孔后利用高压泵对顶板裂隙进行注浆，把破碎顶板的缝隙和孔体充实，撤架巷道顶板胶结成整体，注浆材料优先使用超细水泥，注浆压力不得大于5mpa。
42.第三步，对回采工作面3与撤架通道5进行贯通，回采工作面3中液压支架16的前端梁推移到撤架通道5顶板注浆锚索7位置处，确保顶板稳定安全支护，清理撤架通道5中的浮煤，对回采工作面撤架通道施工完毕，完成撤架的准备工作。
43.本实例的所述巷道即撤架通道5。
44.本实例的液压支架16与回采工作面3的位置关系及液压支架16的使用方式采用本领域技术人员所熟知的现有位置关系及使用方式。
45.本实例的注浆锚索7、锚索8、高强度锚索9、顶部锚杆10、帮部锚杆11、帮部锚索12、托盘13、铺菱形金属网14、w型钢带15、液压支架16、钻孔17为本领域技术人员所熟知的现有结构，具体结构在此不再详细描述。
46.注浆锚索7、锚索8、高强度锚索9、顶部锚杆10、帮部锚杆11、帮部锚索12、托盘13、铺菱形金属网14、w型钢带15在支护式的具体连接安装方式采用本领域技术人员所熟知的现有方式，在此不再作详细描述。
47.本实施例所述的帮部位置、帮部腰线为本领域技术人员所熟知的位置，不再作具体标注。
48.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。