一种“110工法”综采面超前支护方法与流程

1.本发明涉及超前支护技术领域，具体为一种“110工法”综采面超前支护方法。


背景技术：

[0002]“110”工法综采工作面设计布置两条顺槽，其中1条顺槽在本工作面回采结束后留巷，兼做下一个综采面的运输顺槽，设计留巷的顺槽采用顶板加强支护、切顶预裂、挡矸支护及留巷段加强支护等工艺技术，目前，综采面回采期间，综采面顺槽设计采用超前液压支架组支护，结合综采设备配套的超前支架与满足留巷加强支护强度的锚杆、锚索带不可避免的产生了支护位置上的重叠，综采面回采过程中，出现了超前支架损坏巷道顶板锚杆、锚索的问题。
[0003]
在现有工艺技术条件下，由于综采面超前支架随综采面推采反复支承顶板，一方面顶板加强支护锚杆螺母(锚索锁具)、托盘受支架顶梁挤压，导致了锚杆(锚索)失效，破坏了留巷加强支护锚杆(锚索)与围岩间的力学结构；另一方面，为了确保留巷支护强度，损坏的锚杆(锚索)必须进一步补打，增加了相应工程成本费用；同时，由于对顺槽顶板的反复支护，不利于巷道顶板的安全管理。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种“110工法”综采面超前支护方法，以解决上述背景技术中提出的由于对顺槽顶板的反复支护，不利于巷道顶板的安全管理的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种“110工法”综采面超前支护方法，包括以下步骤：
[0006]
s1、采用锚索和钢带对留巷进行加强支护，留巷超前支护在工作面回采前完成支护工作；
[0007]
s2、对运输顺槽进行工作面顶板切顶预裂，超前实施预裂；
[0008]
s3、将运输顺槽和工作面顶板之间形成短悬臂梁结构；
[0009]
s4、根据中厚煤层配套超前支架工作阻力计算，对超前支架支护强度计算，对锚索支护强度计算；
[0010]
s5、对锚索支护和钢带支护进行理论验算满足超前支护强度需求。
[0011]
作为本发明的一种优选方案：所述钢带的横截面为w型，所述钢带为低碳带钢材料。
[0012]
作为本发明的一种优选方案：所述运输顺槽为全煤巷道。
[0013]
作为本发明的一种优选方案：所述s1中的锚索设有两个钢绞线进行配合，两个所述钢绞线的公称直径均为21.8-25mm，其中一个所述钢绞线的长度为 10-11m，另一个所述钢绞线的长度为9-10m，两个所述钢绞线预紧力不小于 379-400kn。
[0014]
作为本发明的一种优选方案：所述s1中的钢带的宽度为220-240mm，所述s1中的钢带的厚度为5-10mm。
[0015]
作为本发明的一种优选方案：所述s2中的切顶预裂的切缝孔深度 8.5-10m，向工作面方向切顶孔和铅锤方向夹角角度为10-20
°
。
[0016]
作为本发明的一种优选方案：所述s2中工作面顶板切顶预裂超前工作面的高度大于100-150m。
[0017]
作为本发明的一种优选方案：所述s3中形成短悬臂梁结构的具体操作步骤为：
[0018]
s31、在对留巷进行加强支护和超前实施预裂的基础上，对工作面超前实施切顶预裂；
[0019]
s31、破坏运输顺槽与工作面顶板之间的结构，形成短悬臂梁结构。
[0020]
作为本发明的一种优选方案：所述s4中的根据中厚煤层配套超前支架工作阻力计算的超前支架支护强度为0.133-0.2mpa，根据锚索支护强度计算的锚索支护强度为0.131-0.2mpa，所述超前支架支护强度与锚索支护强度差距小。
[0021]
作为本发明的一种优选方案：所述s5中的理论验算为普氏理论验算，所述普氏理论验算的具体操作步骤为：
[0022]
s51、留巷上部会形成压力拱，承受拱上部的覆盖岩层重量；
[0023]
s52、留巷支护上的最大载荷由拱内的岩石重量确定；
[0024]
s53、得到留巷支护上的最大载荷数值；
[0025]
s54、得到的最大载荷数值与超前支护强度需求进行比较处理。
[0026]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将综采面超前支护从传统的被动支护转为主动支护，简化了综采面超前支护，实现了综采面超前支护的稳定性，通过优化了综采面超前支护，减少了生产期间超前支护相应的生产成本投入，解决了巷道超前支架损坏留巷加强支护锚索问题，取消了超前支护设备投入，减少了补打锚索施工成本和劳动投入，提高了工作效率。
具体实施方式
[0027]
本发明提供一种技术方案：一种“110工法”综采面超前支护方法，包括以下步骤：
[0028]
s1、采用锚索和钢带对留巷进行加强支护，留巷超前支护在工作面回采前完成支护工作；
[0029]
s2、对运输顺槽进行工作面顶板切顶预裂，超前实施预裂；
[0030]
s3、将运输顺槽和工作面顶板之间形成短悬臂梁结构，减少了生产期间超前支护相应的生产成本投入；
[0031]
s4、根据中厚煤层配套超前支架工作阻力计算，对超前支架支护强度计算，对锚索支护强度计算；
[0032]
s5、对锚索支护和钢带支护进行理论验算满足超前支护强度需求，综采面超前支护从传统的被动支护转为主动支护，简化了综采面超前支护。
[0033]
其中，钢带的横截面为w型，钢带为低碳带钢材料。
[0034]
其中，运输顺槽为全煤巷道，相比于传统的为煤岩巷道的运输顺槽而言，每延米的造价更低，降低了施工成本。
[0035]
其中，s1中的锚索设有两个钢绞线进行配合，两个钢绞线的公称直径均为21.8-25mm，其中一个钢绞线的长度为10-11m，另一个钢绞线的长度为 9-10m，两个钢绞线预紧力
不小于379-400kn。
[0036]
其中，s1中的钢带的宽度为220-240mm，s1中的钢带的厚度为5-10mm。
[0037]
其中，s2中的切顶预裂的切缝孔深度8.5-10m，向工作面方向切顶孔和铅锤方向夹角角度为10-20
°
，对切顶预裂的切缝孔深度进行限制，提高了支护的稳定性。
[0038]
其中，s2中工作面顶板切顶预裂超前工作面的高度大于100-150m，对工作面顶板切顶预裂超前工作面进行限制处理，提高了加工工作时的稳定性。
[0039]
其中，s3中形成短悬臂梁结构的具体操作步骤为：
[0040]
s31、在对留巷进行加强支护和超前实施预裂的基础上，对工作面超前实施切顶预裂；
[0041]
s31、破坏运输顺槽与工作面顶板之间的结构，形成短悬臂梁结构，减少了生产期间超前支护相应的生产成本投入，对支护的强度进行提升处理。
[0042]
其中，s4中的根据中厚煤层配套超前支架工作阻力计算的超前支架支护强度为0.133-0.2mpa，根据锚索支护强度计算的锚索支护强度为 0.131-0.2mpa，超前支架支护强度与锚索支护强度差距小，提高了支护的强度。
[0043]
其中，s5中的理论验算为普氏理论验算，普氏理论验算的具体操作步骤为：
[0044]
s51、留巷上部会形成压力拱，承受拱上部的覆盖岩层重量；
[0045]
s52、留巷支护上的最大载荷由拱内的岩石重量确定；
[0046]
s53、得到留巷支护上的最大载荷数值；
[0047]
s54、得到的最大载荷数值与超前支护强度需求进行比较处理，对数值进行比较处理并决定是否满足超前支护强度需求，提高了工作效率。
[0048]
实施例1、一种“110工法”综采面超前支护方法，包括以下步骤：
[0049]
s1、采用锚索和钢带对留巷进行加强支护，钢带的横截面为w型，钢带为低碳带钢材料，钢带的宽度为220mm，钢带的厚度为5mm，锚索设有两个钢绞线进行配合，两个钢绞线的公称直径均为21.8mm，其中一个钢绞线的长度为10m，另一个钢绞线的长度为9m，两个钢绞线预紧力不小于379kn，留巷超前支护在工作面回采前完成支护工作；
[0050]
s2、对运输顺槽进行工作面顶板切顶预裂，切缝孔深度8.5m，超前实施预裂，向工作面方向切顶孔和铅锤方向夹角角度为10
°
；
[0051]
s3、将为全煤巷道的运输顺槽和工作面顶板之间在对留巷进行加强支护和超前实施预裂的基础上，对工作面超前实施切顶预裂，破坏运输顺槽与工作面顶板之间的结构形成短悬臂梁结构，工作面顶板切顶预裂超前工作面的高度大于100m；
[0052]
s4、根据中厚煤层配套超前支架工作阻力计算，对超前支架支护强度计算，超前支架支护强度为0.133mpa，根据锚索支护强度计算的锚索支护强度为0.131mpa，超前支架支护强度与锚索支护强度差距小；
[0053]
s5、对锚索支护和钢带支护进行普氏理论验算，留巷上部会形成压力拱，承受拱上部的覆盖岩层重量，留巷支护上的最大载荷由拱内的岩石重量确定，得到留巷支护上的最大载荷数值，得到的最大载荷数值与超前支护强度需求进行比较处理，比较后满足超前支护强度需求。
[0054]
实施例2、一种“110工法”综采面超前支护方法，包括以下步骤：
[0055]
s1、采用锚索和钢带对留巷进行加强支护，钢带的横截面为w型，钢带为低碳带钢
材料，钢带的宽度为240mm，钢带的厚度为10mm，锚索设有两个钢绞线进行配合，两个钢绞线的公称直径均为25mm，其中一个钢绞线的长度为11m，另一个钢绞线的长度为10m，两个钢绞线预紧力不小于400kn，留巷超前支护在工作面回采前完成支护工作；
[0056]
s2、对运输顺槽进行工作面顶板切顶预裂，切缝孔深度10m，超前实施预裂，向工作面方向切顶孔和铅锤方向夹角角度为20
°
；
[0057]
s3、将为全煤巷道的运输顺槽和工作面顶板之间在对留巷进行加强支护和超前实施预裂的基础上，对工作面超前实施切顶预裂，破坏运输顺槽与工作面顶板之间的结构形成短悬臂梁结构，工作面顶板切顶预裂超前工作面的高度大于150m；
[0058]
s4、根据中厚煤层配套超前支架工作阻力计算，对超前支架支护强度计算，超前支架支护强度为0.2mpa，根据锚索支护强度计算的锚索支护强度为 0.2mpa，超前支架支护强度与锚索支护强度差距小；
[0059]
s5、对锚索支护和钢带支护进行普氏理论验算，留巷上部会形成压力拱，承受拱上部的覆盖岩层重量，留巷支护上的最大载荷由拱内的岩石重量确定，得到留巷支护上的最大载荷数值，得到的最大载荷数值与超前支护强度需求进行比较处理，比较后满足超前支护强度需求。
[0060]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。