[发明专利]一种控制沿空留巷充填墙体内移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井下用于煤矿沿空留巷的支护工程，尤其是一种沿空留巷充填墙体内移的控制方法。

背景技术

沿空留巷实质是工作面采煤后沿采空区边缘维护原回采巷道，是一种较为先进的采煤巷道布置方法，可以减少巷道掘进、缓和采掘关系、提高煤炭资源的回收、延长矿井寿命和改善巷道围岩应力。

近年来，针对高瓦斯、高地压、低透气性煤层群开采过程中瓦斯治理难题，有关学者提出留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术，即采用沿空留巷首采关键卸压层，形成无煤柱连续开采，同时在沿空留巷内布置上下向高低位抽采钻孔直达卸压瓦斯富集区域，实现连续抽采卸压瓦斯与综采工作面采煤同步推进，实现高效的工业化煤与瓦斯共采，极大地改善煤炭企业安全条件和技术经济指标。因此，沿空留巷的应用和发展较为迅速。

随着科学技术即采矿机械化的不断发展，可以实现沿采空区边缘快速机械化构筑高强的混凝土充填墙体，在整个留巷期间完整性好，承载力高，能够形成足够的切顶强度，安全可靠，现在已经被广泛接受。沿空留巷充填墙体除了承受破断的直接顶和老顶的自重载荷外，更要抵抗砌体梁结构中的弧形三角块回转变形下沉过程中产生的附加力。但是附加力存在一个水平分量，形成较高的水平推力，使充填墙体发生向巷道的强烈滑移，最大内移量超过1m，并挤压底板，导致底鼓量急剧增大，甚至超过顶底板移近量的75%，又加剧充填墙体向巷道滑移，形成反复恶性循环，巷道断面急剧收缩，给瓦斯抽采钻孔施工以及工作面通风带来极大的困难，严重威胁矿山的安全生产。

目前，限制充填墙体向巷道的强烈滑移方法不多，仅见通过设置连接顶底板的多根抗剪锚杆来限制充填墙体与顶板发生错动措施，但锚杆抗剪能力差，实际控制效果并不理想，难以有效控制充填墙体位移。因此，如何控制充填墙体滑移是沿空留巷亟待解决的难题。

发明内容

为了解决沿空留巷充填墙体内移难题，本发明提供了一种控制沿空留巷充填墙体滑移的方法。该方法支护强度高、安全可靠、工艺简单、操作简便，对其他工序影响小，是一种能有效控制沿空留巷充填墙体内移的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种控制沿空留巷充填墙体滑移的方法，该方法包括以下步骤：A、在采煤工作面后方10m以外的沿空留巷底板的中部均匀布置控底连接装置，并将控底连接装置的长槽钢与巷道走向平行摆放；B、紧贴充填墙体和实体煤帮底角均匀布置走向槽钢；C、将控帮单体液压支柱的底座抵在控底连接装置中的长槽钢中部，顶盖顶住走向槽钢，紧贴底板垂直两帮安装控帮单体液压支柱，并提供初撑力升起控帮单体液压支柱，将高支护阻力通过控帮单体液压支柱传递给充填墙体和实体煤帮，达到控制充填墙体滑移的目的；D、在控底连接装置中方形开口处，控底单体液压支柱的上端按照常规方法挂铰接顶梁，给予初撑力升起控底单体液压支柱，以增加控帮单体液压支柱稳定性，进一步提高控制充填墙体滑移的效果；E、随着采煤工作面的不断推进，将工作面后方60m以外的控底连接装置、控帮单体液压支柱、走向槽钢、控底单体液压支柱以及铰接顶梁不断地撤掉，并重复以上步骤。

进一步，所述充填墙体滑移的控制范围为工作面后方10~60m；单体液压支柱排距取值0.8m~1.2m。

进一步，所述控底连接装置是由方形铁板、两个平行布置的长槽钢和两个垂直于长槽钢的短槽钢构成的整体结构，所述两个长槽钢和两个短槽钢布置在方形铁板上表面，该两个长槽钢和两个短槽钢围成一方形开口位于方形铁板中部；方形铁板的长度大于400mm，厚度大于10mm；长槽钢和短槽钢槽钢型号相同，槽钢宽度介于200~250mm；方形开口的宽度介于200~250mm。

进一步，所述走向槽钢的槽钢型号与长槽钢一致，槽钢宽度介于200~250mm；走向槽钢长度为单体液压支柱排距的2.5~2.8倍。

进一步，所述控帮单体液压支柱和控底单体液压支柱的初撑力均大于100kN。

本发明提供技术方案的有益效果是：

（1）能对充填墙体提供较高的支撑力，有效控制充填墙体滑移错动。目前单体液压支柱的初撑力普遍可以达到100kN，工作阻力能达到150kN，甚至超过300kN。高支撑力通过单体液压支柱以及配套装置传递给巷道充填墙体与实体煤帮，能有效控制充填墙体滑移和底鼓；

（2）控制系统安全可靠。底鼓会影响底板安装的单体液压支柱与控底装置的稳定性，为了保证底板装置的稳定性，特在控底连接装置与顶板之间安装单体液压支柱，利用该单体液压支柱本身所具有的高支护阻力，能够有效控制底鼓，实现充填墙体控制装置的安全性与可靠性。