[发明专利]一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺

权利要求书

1.一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺，其特征在于，包括下述步骤，

S1：分析所要留巷巷道的宽度及高度，预先确定浇筑柔模混凝土墩柱的位置；

S2：所述柔模混凝土墩柱为上窄下宽的圆台，横截面均为圆形，由柔模袋（4）浇注而成；根据分离岩块法计算所需柔模混凝土墩柱的最大支撑力，确定柔模混凝土墩柱的最小横截面积，即圆台顶部截面直径；并计算柔模混凝土墩柱的斜面与竖直方向的夹角，以及确定钢带的厚度以及数量；

S3: 根据计算结果预制特定规格的柔模袋（4），并将钢带固定在柔模袋（4）上；预制方便拆卸的可伸缩快装支架以及对拉锚索（7）用具；

S4: 在工作面推过后5~15m范围内在预定位置及时支护四根单体支柱（2），防止顶板大幅下沉；在单体支柱（2）的保护范围内进行柔模混凝土墩柱的浇筑工作；首先利用可伸缩快装支架撑开柔模袋（4），撑开柔模袋（4）后在预定的两钢带之间的柔模袋（4）插入对拉锚索（7）进行二次固定，随即进行高延性混凝土浇筑；浇筑完成一个柔模混凝土墩柱后随着工作面的推进进行下一柔模混凝土墩柱的浇筑工作，施工工序以此类推；在混凝土达到峰值强度后撤去四根单体支柱（2）和可伸缩快装支架，完成留巷。

2.根据权利要求1所述的一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺，其特征在于：在步骤S1中，柔模混凝土墩柱底面边缘所在的位置距离实体煤壁的距离为留巷宽度，保证巷道断面符合生产要求。

3.根据权利要求1所述的一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺，其特征在于，在步骤S2中，圆台顶部截面直径的计算方式为：

                    式（1）

式中：

q—改性混凝土抗压强度（MPa）；

c—墩柱间距（m）；

L—留巷上方悬顶岩块长度（m）；

θ—岩块内摩擦角（°）；

γB—岩块容重(kN/m³)；

 h—留巷高度(m)。

4.根据权利要求1所述的一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺，其特征在于，在步骤S2中，由于混凝土浇筑时流动性较强，认为浆液为六面等压物体，钢带的厚度需要承载混凝土自重对水平方向的压强和泵口压力对水平方向的附加压强，因此钢带处所受到的压强用下式（2）计算：

             式（2）

式中：

ρ—混凝土浆液平均密度(kg/m³)；

h—钢带所在位置距柔模袋（4）顶面的距离(m)；

g—混重力加速度(10m/s²)；

p_k—注浆口压强(pa)；

D—钢带所在位置的直径(m)；

根据材料力学二向应力状态分析，钢带截面上受到的应力为：

                              式（3）

式中：

σ—钢带的抗拉强度(pa)；

δ—钢带的厚度(m)；

联立上述式（2）与式（3）可知，钢带的厚度应为：

                          式（4）。

5.根据权利要求1所述的一种用于沿空留巷巷旁支护的快装高强让压墩柱支护工艺，其特征在于：在步骤S3中，由于巷道施工的误差和顶板下沉导致巷道高度的变化，柔模袋（4）高度要具有10%的富余量，根据留巷平均高度的1.1倍作为预制柔模袋（4）时的高度尺寸。