[发明专利]一种坚硬直接顶下大采高工作面沿空小煤柱巷道支护方法

权利要求书

1.一种坚硬直接顶下大采高工作面沿空小煤柱巷道支护方法，其特征是：通过以下步骤实现的：

针对小煤柱沿空巷道坚硬直接顶断块A（12）、断块B（8）和断块C（7）相互的铰接结构，以坚硬直接顶断裂线——断块A（12）与断块B（8）的铰接线为界对巷道顶板载荷实行非均称支护：

在断裂线两侧顶板上施工护顶的顶板增强锚杆（9），使坚硬直接顶断块A（12）和断块B（8）在咬合点附近的岩体呈三向受力状态，确保断块B（8）、断块A（12）在断裂线上保持稳定的铰接关系 ；

在坚硬直接顶断裂线沿空侧顶板上施工一定密度的悬吊锚索（10），把沿空小煤柱（2）上方的坚硬直接顶断块 B（8）悬吊在上覆基本顶岩层（13）上，防止铰接结构意外破坏后断块B（8）对沿空小煤柱（2）的产生破坏 ；

在坚硬直接顶断裂线断块A（12）实体煤侧顶板上施工一定密度的组合锚索（11），将实体煤侧坚硬的断块A（12）组合成整体，避免断裂线咬合点铅垂载荷对断块 A（12）的弯曲、离层的破坏 ；

使用小煤柱增强锚杆（5）给予沿空小煤柱（2）以足够的水平锚固力，使得其上坚硬直接顶断块载荷在沿空小煤柱（2）内部裂隙面上形成的种种力学关系处于平衡；

使用沿空小煤柱底部定位锚索（3）、沿空小煤柱顶部定位锚索（6）将沿空小煤柱（2）固定在坚硬顶板和煤层底板之间，用定位锚索的锚固力与采空区（4）充填矸石碎涨产生的水平推力平衡，防止沿空小煤柱（2）整体向巷道内移，并产生巷道底臌现象 ；

采用侧帮锚杆（14）、侧帮锚索（15）耦合支护的方法，平衡其高支承压力对巷道煤帮的破坏作用。

2.根据权利要求 1 所述的坚硬直接顶下大采高工作面沿空小煤柱巷道支护方法，其特征是：护顶锚杆（9）使用全长粘结锚固，给坚硬直接顶提供足够的初锚力。

3.根据权利要求1所述的坚硬直接顶下大采高工作面沿空小煤柱巷道支护方法，其特征是：沿空小煤柱顶部定位锚索（6）按照仰角施工，深入到坚硬直接顶断块 B（8）岩层中1m以上；沿空小煤柱底部定位锚索（3）采用俯角施工，深入到底板岩层中1m以上。

4.根据权利要求1所述的坚硬直接顶下大采高工作面沿空小煤柱巷道支护方法，其特征是：悬吊锚索（10）承受的荷载和支护密度计算方法：铰接点沿空侧巷道方向单位长度上锚索承受的荷载 Q 为断块 B 重力的一半，即为 ：

式中 ： Q—巷道方向单位长度上锚索承受的荷载，kN/m ；

L—上区段顶板周期来压步距，m ；

h—坚硬直接顶厚度，m ；

γ—坚硬直接顶岩层的体积力，kN/m3 ；

S—上区段工作面长度，m ；

铰接点沿空侧，确保坚硬直接顶断块 B 稳定沿巷道方向的锚索支护密度为

式中 ：n—巷道方向单位长度上锚索承受的荷载，kN/m ；

Q₀—单根锚索的极限荷载，kN/m。