[发明专利]无煤柱充填开采柔性让压护巷充填墙体及其施工方法有效
申请号: | 201310465941.8 | 申请日: | 2013-10-09 |
公开(公告)号: | CN103485820A | 公开(公告)日: | 2014-01-01 |
发明(设计)人: | 展晓元;吴如舟;王芳;李峰;宋振骐;张凯 | 申请(专利权)人: | 山东科技大学;青岛宇田化工有限公司 |
主分类号: | E21F15/00 | 分类号: | E21F15/00 |
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地址: | 266590 山东省青岛*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 无煤柱 充填 开采 柔性 让压护巷 墙体 及其 施工 方法 | ||
技术领域
本发明属于煤矿巷道支护技术,具体是一种无煤柱充填开采柔性让压护巷充填墙体及其施工方法。
背景技术
沿空留巷是无煤柱护巷的一种形式,其中无煤柱护巷是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大变革,它对合理开发煤炭资源,提高煤炭资源回收率,减少巷道掘进量,缓解矿井采掘接替的紧张局面,改善巷道维护状况,提高矿井开采效益,减少煤与瓦斯突出的概率,实现矿井集约化生产有显著效果。
目前,国内外应用较广的巷旁支护方式主要有:木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、人造砌块以及巷旁泵送充填材料支护技术等。根据围岩与支护共同作用原理,只能通过适当支护抵制顶板压力、释放压力,通过巷旁充填材料的让压变形,减缓巷道其他部位的压力,控制巷道整体变形,使其满足生产需要。所以,有一定支护阻力和允许让压变形的巷旁支护墙体的研发迫在眉睫。
专利CN 101725368 B(申请号200910231527.4)公开了一种厚煤层大采高工作面沿空留巷方法,它主要是在巷旁充填体顶部留下的变形空间内,安装柔性让压气囊,气囊充气后高度等于顶板下沉量预测值,通过气囊放气让顶板岩梁完成回转,直接压在巷旁充填体上,同时在采空区内触矸稳定,使巷旁充填体不再承受剧烈的顶板压力,保证充填体的安全,实现沿空留巷。其不足是:安装的柔性让压气囊之间难以密封,特别是在气囊充放气变形的情况下,难以有效隔绝采空区;同时气囊成本比较高,安装拆卸麻烦,劳动强度高。
专利CN 101967992 B(申请号201010285240.2)公开了一种薄煤层无煤柱开采不等强承载巷旁充填体,在膏体充填墙外侧接有矸石带,膏体充填墙与矸石带等高,膏体充填墙与矸石带形成不等强耦合巷旁充填体,能够有效的提供工作阻力,也有一定的可缩量,能够让压,就地消化产生的矸石。其不足是:充填墙与矸石带形成不等强耦合巷旁充填体让压效果较差,施工复杂,劳动强度高。
专利CN 101949301 B(申请号201010270254.7)公开了一种煤矿井下沿空留巷不等强承载巷旁充填体,它由1.5~2.0米宽的矸石袋堆砌而成的矸石墙和1.5~2.0米宽的膏体充填体紧密结合在一起,形成一个不等强材料耦合而成的巷旁充填体,能够明显降低原巷旁充填体承担的压力,也有一定的可缩量,能够让压,就地消化产生的矸石。其不足是:矸石袋堆砌而成的矸石墙和膏体充填体形成的不等强耦合巷旁充填体让压效果较差,施工复杂,劳动强度高。
专利CN 101922292 B(申请号201010105609.7)公开了一种煤矿沿空留巷巷旁分段承载不等强支护原理及应用,它的运输巷巷旁支护分为上下两层充填材料组合支护。上层采用强度低变形量大的充填材料,下层采用采用强度较高的充填材料,从而达到支护和密封双重效果。其不足是:该专利只提供一种笼统的支护理念,缺乏实际可行的操作手段,无法满足不同支护环境下的操作需求;充填结构上层充填体的让压功能无法定量确定,施工复杂,留巷成本较高。
专利CN 102296987 A(申请号201110264691.2)公开了一种巷旁充填沿空留巷软介质接顶方法,通过在充填体和顶板之间采用软方木或橡胶材料接顶,使充填结构遵循沿空留巷顶板下沉规律,提高充填结构纵向可缩量和横向稳定性。其不足是:软方木或橡胶材料让压效果不理想,软介质被压缩后,介质外侧封闭材料没有让压的性能,且没有支撑顶板的强度,在顶板压力作用下,介质外侧封闭材料容易被破坏,封闭采空区效果较差。
专利CN 102705002 A(申请号201210158287.1)公开了一种沿空留巷巷旁适量让压不等强组合充填结构及施工方法,该充填结构的上层充填体是用矸石袋堆积起来的,矸石袋中装有水、水泥和碎矸石混合物;下层充填体是一个膏体充填墙,通过调节两种充填体的充填高度和配置比例,可以使充填体的可缩性在合理的范围内,保证沿空留巷的稳定性。其不足是:矸石袋堆砌而成的矸石墙让压效果欠佳,施工复杂,劳动强度高,封闭采空区效果较差。
发明内容
为了克服现有沿空留巷充填墙体结构复杂、施工困难、成本高、让压效果差的缺陷,本发明提供一种无煤柱充填开采柔性让压护巷充填墙体及其施工方法,这是一种不等强的组合充填结构,具有让压功能,遵循沿空留巷顶板下沉规律,提高充填墙体纵向可缩量和横向稳定性。
为了实现上述任务,本发明无煤柱充填开采柔性让压护巷充填墙体分为上下两部分组成,上部分为有较大缩量的膨胀性有机发泡充填墙体,下部分为似膏体充填墙体。
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