[发明专利]一种沿空掘巷煤柱加固系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种沿空掘巷煤柱加固系统及其使用方法，属于煤矿沿空掘巷支护技术领域。包括煤柱加固锚索、注浆钻孔、注浆监测装置及注浆机，煤柱加固锚索包括锚固段、自由段及挡矸装置；锚固段包括气囊、前部固定环、后部固定环及注浆孔，前部固定环和后部固定环用于固定气囊，前部固定环位于气囊的前端，后部固定环位于气囊的后端，注浆孔位于后部固定环上；自由段包括钢绞线、托盘、锁具及内注浆管，内注浆管一端与注浆孔连接，另一端与注浆监测装置连接，气囊沿钢绞线长度方向布置，气囊包覆在钢绞线的外周面。本发明可在沿空掘巷内单向进行煤柱加固，提高煤柱的稳定性和承载能力。

技术领域

本发明属于煤矿沿空掘巷支护技术领域，具体涉及一种沿空掘巷煤柱加固系统及其使用方法。

背景技术

随着煤矿开采机械化程度的提高,矿井产量和开采深度的加大,对煤炭采出率和回采巷道支护技术要求越来越高,传统的留设较宽的区段煤柱护巷的布置方式已不能满足要求。留窄煤柱沿空掘巷是提高煤炭采出率的有效方法之一。沿空掘巷是在上区段工作面回采引起的采动影响稳定以后沿采空区边缘掘进的巷道。沿空掘巷技术由于巷道具有煤炭采出率高、容易维护等诸多优点,近些年来在我国多个矿区逐渐推广应用，窄煤柱是沿空掘巷围岩的重要组成部分,其稳定性直接影响巷道整体的稳定性,因此需要对窄煤柱加强支护。

现有的技术中，针对沿空掘巷煤柱加固，进行了一系列技术改进，例如：(1)CN201410150974.8公开了一种沿空掘巷煤柱锚索对穿加固方法，虽然该方法采用锚索对穿加固技术能够对煤柱施加较大的锚固力，提高煤柱的支撑强度，保障煤柱的长期稳定，但该方法需在上区段开采完毕之后，提前在煤柱上进行打孔，安装预置锚索，工序繁琐，另外护巷煤柱存在宽度预留不准确，误差较大将导致对穿加固无法进行；(2)CN201710035988.9公开了一种沿空掘巷煤柱双向加固方法，采用胀锁式对穿锚索实现预留煤柱的双向加固，并在预留煤柱的一侧进行施工就能完成，能够增强护巷煤柱的承载力和稳定性，但该方法中胀锁式对穿锚索设计比较复杂，无法实时了解注浆时扩胀囊袋内的压力，并且扩张囊袋在未注浆前，容易被采空区矸石压瘪，注浆困难，导致煤柱双向加固无法进行，另外，在煤柱破碎时，该方法只能对煤柱两侧加固，无法做到煤柱内部加固，致使煤柱的稳定性和承载能力大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沿空掘巷煤柱加固系统及其使用方法，其可在沿空掘巷内单向进行煤柱加固，提高煤柱的稳定性和承载能力。

本发明的任务之一在于提供一种沿空掘巷煤柱加固系统，其采用了以下技术方案：

一种沿空掘巷煤柱加固系统，包括煤柱加固锚索、注浆钻孔、注浆监测装置及注浆机，其特征在于：

所述的煤柱加固锚索包括锚固段、自由段及挡矸装置；

所述的锚固段包括气囊、前部固定环、后部固定环及注浆孔，所述前部固定环和所述后部固定环用于固定所述气囊，所述前部固定环位于所述气囊的前端，所述后部固定环位于气囊的后端，所述注浆孔位于所述后部固定环上；

所述的自由段包括钢绞线、托盘、锁具及内注浆管，所述内注浆管一端与所述注浆孔连接，另一端与所述注浆监测装置连接，所述的气囊沿钢绞线长度方向布置，所述的气囊包覆在所述钢绞线的外周面；

所述的挡矸装置包括圆柱、钢板、弹簧、螺栓及帆布，所述圆柱的直径与所述钢绞线的直径相同，在所述的圆柱左侧外周面均匀布置四个固定连接装置，在所述圆柱左侧布置竖向钻孔，在中间位置布置横向钻孔；所述钢板一端通过螺栓与所述固定连接装置连接；所述弹簧安装在所述横向钻孔和竖向钻孔内，所述弹簧两端与钢板连接，所述帆布内部含有铁丝，所述帆布固定在钢板上；