大断面开切眼顶煤层支护结构的制作方法

1.本发明属于煤层大断面开切眼顶板支护技术领域，涉及一种大断面开切眼顶煤层支护结构。


背景技术：

2.目前矿井、煤层等采集行业高速发展，大型机械采煤设备不断开发和利用，这极大加快了采煤效率。在使用大型机械设备进行快速采煤时，对巷道所需的空间也相应扩大，因此，现在的开切眼跨度明显比以前增大，增大的开切眼跨度对支护的要求进一步增强，然而，单纯地增加支护设备必然造成支护成本的大幅提高，并且，增加支护设备也降低了工作效率。因此，大如何在保证支护效果的同时，能够降低支护成本，从而解决大断面开切眼顶煤层的支护是本行业正在研究的热点问题，


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
4.本发明还有一个目的是提供一种大断面开切眼顶煤层支护结构。
5.本发明提供的技术方案为：
6.一种大断面开切眼顶煤层支护结构，包括：
7.多个锚杆机构，每个所述锚杆机构均沿巷道跨度方向布置，多个锚杆机构彼此平行排列于大断面开切眼顶板上，每个所述锚杆机构均包括沿巷道跨度方向布置在同一竖直平面内的第一锚杆装置和第二锚杆装置，在所述巷道跨度方向上，第二锚杆装置布置的长度长于所述第一锚杆装置布置的长度，沿巷道长度方向上，第一锚杆装置和第二锚杆装置交错布置；
8.其中，所述第一锚杆装置包括：
9.在所述大断面开切眼顶板上布置在同一竖直平面内的多根第一实心锚杆和沿所述巷道跨度方向固定的第一锚杆钢带，并且，最靠近巷道帮部的至少一根第一实心锚杆向所述巷道帮部倾斜且尾端锚固在帮部顶板岩体中，剩余第一实心锚杆垂直锚固在巷道顶板岩体中、且尾端均匀间隔固定在所述第一锚杆钢带上；
10.所述第二锚杆装置包括：
11.在所述大断面开切眼顶板上布置在同一竖直平面上的多根第二实心锚杆、多根中空注浆锚杆和沿所述巷道跨度方向固定的第二锚杆钢带，并且，最靠近巷道帮部的至少一根锚杆为第二实心锚杆、且其向所述巷道帮部倾斜且尾端锚固在帮部顶板岩体中，多根第二实心锚杆与中空注浆锚杆交错布置，且剩余多根第二实心锚杆的尾端都均匀间隔固定在所述第二锚杆钢带上。
12.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构，还包括：
13.锚索机构，其布置在所述大断面开切眼顶板上，并位于所述锚杆机构之间，所述锚
索机构包括两个锚索段，所述两个锚索段关于所述大断面开切眼顶板的纵轴线对称分布于所述大断面开切眼顶板上，且在所述巷道跨度方向上，每个所述锚索段的长度均大于所述第一锚杆装置的长度而小于所述第二锚杆装置的长度。
14.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构中，每个所述锚索段均包括：沿所述巷道跨度方向布置在所述大断面开切眼顶板中的彼此平行的多根锚索固定槽、固定在所述锚索固定槽中的锚索和多个锚索中空杆，所述锚索中空杆固定在巷道帮部的帮孔中，至少一根所述锚索的一端穿过所述巷道帮部的帮孔和锚索中空杆锚固在巷道帮部的帮孔中。
15.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构中，所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带均采用梯形钢带结构，且所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带上均设置有锚孔。
16.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构中，所述锚索机构的两个锚索段在巷道跨度方向上的距离为0.2-0.8米。
17.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构中，最靠近巷道帮部的至少一根所述第一实心锚杆向所述巷道帮部倾斜的角度为5-10
°
，最靠近巷道帮部的第二实心锚杆向所述巷道帮部倾斜的角度也为5-10
°
。
18.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构中，相邻的锚杆机构之间的距离为2-5米。
19.优选的是，所述的大断面开切眼顶煤层支护结构中，第一锚杆装置的长度不长度巷道跨度方向长度的4/10，所述第二锚杆装置的长度不短于巷道跨度方向长度的6/10。而每个锚索段的长度均为巷道跨度方向长度的45％-49％左右。
20.本发明至少包括以下有益效果：
21.本发明在大断面开切眼顶煤层上布置锚杆机构，第一锚杆装置和第二锚杆装置在巷道跨度方向上的长度不同，这样，能够起到保护顶板中心区域也能得到很好的支护，避免中心区域支护缺失可能造成的坍塌。同时，本发明的第二锚杆装置中布置有中空注浆锚杆，用于注浆，随着第二锚杆装置的交错布置，中空注浆锚杆也交错布置，注浆和实心锚杆一起支护；本发明在巷道帮部的帮孔中设置锚索中空杆，当帮孔钻好后，首先将锚索中空杆填充到帮孔中，起到一定的支撑和防坍塌作用，然后再将锚索的一端和锚索固定剂从锚索中空杆推入到帮孔底部，从而进行锚索固定。避免了巷道变形或垮帮。本发明在锚杆机构之间布置锚索机构，锚索机构包括两个锚索段，所述两个锚索段关于顶板的纵轴线对称分布于顶板上，且在巷道跨度方向上，每个所述锚索段的长度均大于所述第一锚杆装置的长度而小于所述第二锚杆装置的长度，这样的设计能够对顶板中心线位置起到支护，和锚杆机构一起对顶板全面高密度支护，不存在支护空白带，无死角，支护密度和强度均一，极大提高顶板支护效果。同时也降低了支护成本。
22.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
23.图1为本发明其中一种技术方案中的大断面开切眼顶煤层支护结构的仰视结构示意图。
24.图2为本发明其中一种技术方案中的大断面开切眼顶煤层支护结构的仰视结构示
意图。
25.图3为本发明其中一种技术方案中的第二锚杆装置的剖面结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
27.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
28.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。
29.如图1和图2所示，本发明提供一种大断面开切眼顶煤层支护结构，包括：
30.多个锚杆机构100，每个所述锚杆机构100均沿巷道跨度方向布置，多个锚杆机构100彼此平行排列于大断面开切眼顶板上，每个所述锚杆机构100均包括沿巷道跨度方向布置在同一竖直平面内的第一锚杆装置101和第二锚杆装置102，在所述巷道跨度方向上，第二锚杆装置102布置的长度长于所述第一锚杆装置101布置的长度，沿巷道长度方向上，第一锚杆装置101和第二锚杆装置102交错布置；
31.其中，所述第一锚杆装置101包括在所述大断面开切眼顶板上布置在同一竖直平面内的多根第一实心锚杆和沿所述巷道跨度方向固定的第一锚杆钢带，并且，最靠近巷道帮部的至少一根第一实心锚杆向所述巷道帮部倾斜且尾端锚固在帮部顶板岩体中，剩余第一实心锚杆垂直锚固在巷道顶板岩体中、且尾端均匀间隔固定在所述第一锚杆钢带上；
32.如图3所示，第二锚杆装置102包括在所述大断面开切眼顶板上布置在同一竖直平面上的多根第二实心锚杆1021、多根中空注浆锚杆1022和沿所述巷道跨度方向固定的第二锚杆钢带1023，并且，最靠近巷道帮部的至少一根锚杆为第二实心锚杆1021、且其向所述巷道帮部倾斜且尾端锚固在帮部顶板岩体中，多根第二实心锚杆1021与中空注浆锚杆1022交错布置，且剩余多根第二实心锚杆1021的尾端都均匀间隔固定在所述第二锚杆钢带1023上。
33.本发明在大断面开切眼顶煤层上布置锚杆机构100，第一锚杆装置101和第二锚杆装置102在巷道跨度方向上的长度不同，这样，能够起到保护顶板中心区域也能得到很好的支护，避免中心区域支护缺失可能造成的坍塌。同时，本发明的第二锚杆装置102中布置有中空注浆锚杆1022，用于注浆，随着第二锚杆装置102的交错布置，中空注浆锚杆1022也交错布置，注浆和实心锚杆一起支护，增强支护可靠性的同时，也降低了支护成本。
34.在上述方案中，作为优选，还包括：
35.锚索机构200，其布置在所述顶板上，并位于所述锚杆机构100之间，所述锚索机构200包括两个锚索段201，所述两个锚索段201关于顶板的纵轴线对称分布于顶板上，且在巷道跨度方向上，每个所述锚索段201的长度均大于所述第一锚杆装置101的长度而小于所述第二锚杆装置102的长度。
36.本发明在锚杆机构100之间布置锚索机构200，锚索机构200包括两个锚索段201，所述两个锚索段201关于顶板的纵轴线对称分布于顶板上，且在巷道跨度方向上，每个所述锚索段201的长度均大于所述第一锚杆装置101的长度而小于所述第二锚杆装置102的长度，这样的设计能够对顶板中心线位置起到支护，和锚杆机构100一起对顶板全面高密度支护，不存在支护空白带，无死角，支护密度和强度均一，极大提高顶板支护效果。
37.在上述方案中，作为优选，每个所述锚索段201均包括：沿所述巷道跨度方向布置在所述顶板中的彼此平行的多根锚索固定槽、固定在所述锚索固定槽中的锚索和多个锚索中空杆，多个锚索中空杆固定在巷道帮部的帮孔中，至少一根所述锚索的一端穿过所述帮孔和锚索中空杆锚固在巷道帮部的帮孔中。
38.在上述方案中，作为优选，第一锚杆装置101的长度不长度巷道跨度方向长度的4/10，所述第二锚杆装置102的长度不短于巷道跨度方向长度的6/10。而每个锚索段201的长度均为巷道跨度方向长度的45％-49％左右。便于布置和安装。
39.本发明在巷道帮部的帮孔中设置锚索中空杆，当帮孔钻好后，首先将锚索中空杆填充到帮孔中，起到一定的支撑和防坍塌作用，然后再将锚索的一端和锚索固定剂从锚索中空杆推入到帮孔底部，从而进行锚索固定。避免了巷道变形或垮帮。
40.在本发明的其中一种技术方案中，作为优选，所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带1023均采用梯形钢带结构，且所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带1023上均设置有锚孔。第一实心锚杆、第二实心锚杆1021和中空注浆锚杆1022分别插入对各自对应的锚孔中以固定。梯形钢带结构能有效提高锚固力。作为优选，所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带1023均采用梯形钢带结构表面还涂覆有抗静电涂料层和防腐涂料层，提高其防腐性能，提高支护性能。
41.在本发明的其中一种技术方案中，作为优选，所述锚索机构200的两个锚索段201在巷道跨度方向上的距离为0.2-0.8米。避免二者距离过大，起不到良好的支护作用。
42.在本发明的其中一种技术方案中，作为优选，最靠近巷道帮部的至少一根所述第一实心锚杆向所述巷道帮部倾斜的角度为5-10
°
，最靠近巷道帮部的第二实心锚杆1021向所述巷道帮部倾斜的角度也为5-10
°
。以能够对巷道两侧帮部和顶板起到支护作用，避免垮帮或顶板坍塌。
43.在本发明的其中一种技术方案中，作为优选，相邻的锚杆机构100之间的距离为2-5米。
44.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，现提供如下的实施例进一步阐明本发明：
45.一种大断面开切眼顶煤层支护结构，包括：
46.多个锚杆机构100，每个所述锚杆机构100均沿巷道跨度方向布置，多个锚杆机构100彼此平行排列于大断面开切眼顶板上，每个所述锚杆机构100均包括沿巷道跨度方向布置在同一竖直平面内的第一锚杆装置101和第二锚杆装置102，在所述巷道跨度方向上，第二锚杆装置102布置的长度长于所述第一锚杆装置101布置的长度，沿巷道长度方向上，第一锚杆装置101和第二锚杆装置102交错布置；相邻的锚杆机构100之间的距离为2-5米。可根据巷道长度方向长度及顶板地质情况进行选择合适间距。
47.其中，所述第一锚杆装置101包括在所述大断面开切眼顶板上布置在同一竖直平
面内的多根第一实心锚杆和沿所述巷道跨度方向固定的第一锚杆钢带，并且，最靠近巷道帮部的至少一根第一实心锚杆向所述巷道帮部倾斜且尾端锚固在帮部顶板岩体中，剩余第一实心锚杆垂直锚固在巷道顶板岩体中、且尾端均匀间隔固定在所述第一锚杆钢带上；
48.第二锚杆装置102包括在所述大断面开切眼顶板上布置在同一竖直平面上的多根第二实心锚杆1021、多根中空注浆锚杆1022和沿所述巷道跨度方向固定的第二锚杆钢带1023，并且，最靠近巷道帮部的至少一根锚杆为第二实心锚杆1021、且其向所述巷道帮部倾斜且尾端锚固在帮部顶板岩体中，剩余多根第二实心锚杆1021与中空注浆锚杆1022交错布置，且所述剩余多根第二实心锚杆1021的尾端都均匀间隔固定在所述第二锚杆钢带1023上。
49.锚索机构200，其布置在所述顶板上，并位于所述锚杆机构100之间，所述锚索机构200包括两个锚索段201，所述两个锚索段201关于顶板的纵轴线对称分布于顶板上，且在巷道跨度方向上，每个所述锚索段201的长度均大于所述第一锚杆装置101的长度而小于所述第二锚杆装置102的长度。所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带1023均采用梯形钢带结构，且所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带1023上均设置有锚孔。第一实心锚杆、第二实心锚杆1021和中空注浆锚杆1022分别插入对各自对应的锚孔中以固定。梯形钢带结构能有效提高锚固力。作为优选，所述第一锚杆钢带和第二锚杆钢带1023均采用梯形钢带结构表面还涂覆有抗静电涂料层和防腐涂料层，提高其防腐性能，提高支护性能。
50.每个所述锚索段201均包括：沿所述巷道跨度方向布置在所述顶板中的彼此平行的多根锚索固定槽、固定在所述锚索固定槽中的锚索和多个锚索中空杆，多个锚索中空杆固定在巷道帮部的帮孔中，至少一根所述锚索的一端穿过所述帮孔和锚索中空杆锚固在巷道帮部的帮孔中。
51.第一锚杆装置101的长度不长度巷道跨度方向长度的4/10，所述第二锚杆装置102的长度不短于巷道跨度方向长度的6/10。而每个锚索段201的长度均为巷道跨度方向长度的45％-49％左右。所述锚索机构200的两个锚索段201在巷道跨度方向上的距离为0.2-0.8米。避免二者距离过大，起不到良好的支护作用。可根据巷道跨度方向长度和煤层情况具体选择。便于布置和安装。
52.最靠近巷道帮部的至少一根所述第一实心锚杆向所述巷道帮部倾斜的角度为5-10
°
，最靠近巷道帮部的第二实心锚杆1021向所述巷道帮部倾斜的角度也为5-10
°
。以能够对巷道两侧帮部和顶板起到支护作用，避免垮帮或顶板坍塌。
53.本发明在大断面开切眼顶煤层上布置锚杆机构100，第一锚杆装置101和第二锚杆装置102在巷道跨度方向上的长度不同，这样，能够起到保护顶板中心区域也能得到很好的支护，避免中心区域支护缺失可能造成的坍塌。同时，本发明的第二锚杆装置102中布置有中空注浆锚杆1022，用于注浆，随着第二锚杆装置102的交错布置，中空注浆锚杆1022也交错布置，注浆和实心锚杆一起支护，增强支护可靠性的同时，也降低了支护成本。
54.本发明在锚杆机构100之间布置锚索机构200，锚索机构200包括两个锚索段201，所述两个锚索段201关于顶板的纵轴线对称分布于顶板上，且在巷道跨度方向上，每个所述锚索段201的长度均大于所述第一锚杆装置101的长度而小于所述第二锚杆装置102的长度，这样的设计能够对顶板中心线位置起到支护，和锚杆机构100一起对顶板全面高密度支护，不存在支护空白带，无死角，支护密度和强度均一，极大提高顶板支护效果。
55.本发明在巷道帮部的帮孔中设置锚索中空杆，当帮孔钻好后，首先将锚索中空杆填充到帮孔中，起到一定的支撑和防坍塌作用，然后再将锚索的一端和锚索固定剂从锚索中空杆推入到帮孔底部，从而进行锚索固定。避免了巷道变形或垮帮。
56.这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
57.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。