[发明专利]一种无煤柱开采混凝土模块化沿空成巷支护结构

说明书

本发明公开一种无煤柱开采混凝土模块化沿空成巷支护结构，属于矿产资源开采技术领域；在柔模混凝土沿空留巷技术的基础上提出一种无煤柱开采混凝土模块化沿空成巷支护结构，该混凝土模块化墙体由三部分组成：上层接顶卸载模块，中间墙体层模块，下层基础模块，其中接顶卸载模块包括接顶中间混凝土模块、接顶混凝土模块、接顶缝隙混凝土模块，所述墙体层模块的顶面设有多个条状半圆形突起与半圆形凹槽，防止模块滑动；本发明可实现全井田无煤柱开采，可减少掘进巷道数量，减少巷道维护费用，模块化混凝土可回收重复利用，大大降低了支护生产成本。

技术领域

本发明涉及一种无煤柱开采混凝土模块化沿空成巷支护结构，属于矿产资源开采技术领域。

背景技术

目前多数煤矿已接近枯竭，宝贵的煤炭资源没有达到充分利用，各矿井下采区理论上资源回收率在65%以上，采煤工作面实际回采率还维持在较底水平，放顶煤开采不足80%；一次性采全高还仅限于采煤机械好的中厚煤层的矿井，装备差的矿井损失煤量更是严重。每个采煤工作面要留大量的保安煤柱，矿产资源不能达到充分利用。

2002年西安科技大学王晓利教授研发成功柔模泵注混凝土沿空留巷技术，该技术以一次性纤维柔性模板代替传统钢模板或机械模板，在端头支护效应消失前，紧跟工作面支架尾，在检修班快速浇筑混凝土连续墙，利用柔性模板透水不透浆特性和泵压强制接顶，及时主动支撑顶板，密闭采空区，以便该巷用于下一个工作面回采。

柔模混凝土沿空留巷技术在一定程度上解决了煤矿井下沿空留巷技术难题，但是存在综采支架窜架影响墙体接茬、极易跑浆漏浆、劳动强度大、混凝土浇注时间、混凝土凝固时间长、墙体不接顶和工作效率低等问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种无煤柱开采混凝土模块化沿空成巷支护结构，目的是解决现有柔模混凝土沿空留巷技术的支架窜架影响墙体接茬、极易跑浆漏浆、劳动强度大、混凝土浇注时间、混凝土凝固时间长、墙体不接顶和工作效率低等问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种无煤柱开采混凝土模块化沿空成巷支护结构，混凝土模块化墙体由三部分组成：

1）上层为接顶卸载模块，包括接顶中间混凝土模块、接顶混凝土模块、接顶缝隙混凝土模块，主要是为能顺利回收中间模块设计的卸载模块，接顶卸载模块仅中间层回收修复后再利用；

2）中间层为模块墙体层，所述模块墙体层由墙体层模块组成，所述墙体层模块均为可回收重复利用模块；

3）下层为基础模块，所述基础模块为不可回收模块。

所述基础模块位于综采工作巷道两侧边地面处，沿巷道两侧边连续设置，在所述基础模块上侧沿采空区边缘连续设置多层墙体层模块，在两侧所述墙体层模块的顶端分别设置所述接顶混凝土模块，在两侧所述接顶混凝土模块的中间沿采空区顶部连续设置有所述接顶中间混凝土模块，在所述接顶混凝土模块与所述接顶中间混凝土模块之间设置有所述接顶缝隙混凝土模块。

所述基础模块为梯形结构，配有螺纹钢主筋，其梯形顶部设有长方形凹槽。

所述墙体层模块为长方体结构的混凝土模块。

所述墙体层模块的底面与所述基础模块顶部的长方形凹槽相适配。

所述墙体层模块的顶面设有多个条状半圆形突起，所述半圆形突起平行于所述墙体层模块顶面短边，所述墙体层模块底面设有多个条状半圆形凹槽，所述半圆形凹槽与所述半圆形突起平行且位置相对应，所述半圆形突起与所述半圆形凹槽的直径相同。

所述接顶混凝土模块侧面设有U型槽，所述U型槽开口方向朝向巷道内侧。

所述接顶中间混凝土模块横截面为梯形，所述接顶中间混凝土模块在巷道顶上连续设置，所述接顶中间混凝土模块通过侧面相连，且相邻模块的梯形长边与短边反向相接，依次交互连续设置。