一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法
【專利摘要】一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，首先在上區(qū)段回采巷道內(nèi)向窄煤柱鉆入超長水平鉆孔和頂、底板傾斜鉆孔，超長水平鉆孔的長度大于窄煤柱的寬度，在各自鉆孔內(nèi)安裝防跑漿袋、水平和傾斜注漿錨桿，在回采巷道一側(cè)構(gòu)成單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)、單側(cè)橫向限幫加固裝置和單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)，待下區(qū)段待掘巷道開掘后，在下區(qū)段沿空掘巷中切斷可切削桿，在窄煤柱的另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置安裝對(duì)接短錨桿和斜拉錨固系統(tǒng)及橫向限幫加固裝置，最后對(duì)注漿錨桿注漿，并對(duì)各自螺母施加預(yù)應(yīng)力。本發(fā)明有效保障窄煤柱沿空掘巷的安全和穩(wěn)定，有效減少巷道變形、明顯縮小了煤柱塑性區(qū)，可縮減巷道返修成本。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理簡單、施工方便、加固效果明顯、提高了煤炭采出率。
【專利說明】
一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，屬于煤礦支護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦采掘中，沿空掘巷是指完全沿采空區(qū)邊緣或僅留很窄煤柱的掘進(jìn)巷道，具體說，就是把巷道布置在位于靠煤柱一側(cè)的低應(yīng)力場，便于巷道維護(hù)，減少變形量。在這樣的結(jié)構(gòu)中，煤柱可替代人工構(gòu)筑的“隔離墻體”，不僅節(jié)省了人工墻體栗注混凝土成本，更可減少混凝土輸送管道鋪管工時(shí)和材料費(fèi)用，避免了混凝土等材料的運(yùn)輸。在沿空掘巷中，煤柱寬度對(duì)巷道的維護(hù)狀況起決定作用，若煤柱過大，一方面，回采巷道布置在壓力增高區(qū)內(nèi)，將使巷道壓力大，支護(hù)困難，另一方面，寬的煤柱必將造成寶貴的煤炭資源浪費(fèi)、煤炭資源采出率低；因此在最大限度的提高區(qū)段煤柱采出率背景下，要求盡可能地留設(shè)“薄皮”煤柱，S卩2?5m寬的窄煤柱作為沿空掘巷與上區(qū)段采空區(qū)的隔離墻支撐體，由于靠采空側(cè)的窄煤柱受支承力的影響已呈塑形，容易失穩(wěn)，片幫嚴(yán)重，需要安裝有效的支護(hù)結(jié)構(gòu)，但是，目前煤柱支護(hù)的方法主要采用區(qū)段煤柱煤壁幫錨桿支護(hù)，將其應(yīng)用在窄煤柱的支護(hù)上時(shí)會(huì)產(chǎn)生煤柱內(nèi)中心彈性核區(qū)小、塑性區(qū)大、巷道片幫嚴(yán)重、底鼓明顯、安全穩(wěn)定性差等問題，同時(shí)不利于后期維護(hù)，經(jīng)常需要返修。因此如何選擇窄煤柱支護(hù)結(jié)構(gòu)體和加固技術(shù)對(duì)于窄煤柱留設(shè)成敗至關(guān)重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種安裝方便，能夠增大煤柱內(nèi)中心彈性核區(qū)，減少巷道片幫和底鼓，保證窄煤柱安全，穩(wěn)定性強(qiáng)，可對(duì)煤體提供主動(dòng)支承力，最終減少維護(hù)成本、能夠節(jié)約煤炭資源的沿空掘巷窄煤柱的加固方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，包括如下步驟:
[0005]步驟1、首先在上區(qū)段回采巷道內(nèi)，采用坑道鉆機(jī)或者錨桿鉆機(jī)向區(qū)段窄煤柱鉆進(jìn)超長水平鉆孔和上下對(duì)稱的頂、底板傾斜鉆孔，超長水平鉆孔和頂、底板傾斜鉆孔在沿窄煤柱長度方向上依次間隔設(shè)置，超長水平鉆孔的深度L大于預(yù)留區(qū)段窄煤柱寬度B，鉆孔完畢后清孔；
[0006]步驟2、將傾斜注漿錨桿穿過防跑漿袋，并采用固定卡將防跑漿袋固定在傾斜注漿錨桿兩端；
[0007]步驟3、在窄煤柱位于上區(qū)段回采巷道一側(cè)的各個(gè)頂、底板傾斜鉆孔內(nèi)，分別安裝包裹防跑漿袋的傾斜注漿錨桿，并在傾斜注漿錨桿露出頂、底板的端頭上安裝斜錨桿錨頭，構(gòu)成單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)；
[0008]步驟4、在上區(qū)段回采巷道內(nèi)，將安裝在頂板上的傾斜注漿錨桿位于窄煤柱煤壁的外露段穿過拉筋螺母件的斜鉆孔，并采用螺母將拉筋螺母件固定在煤壁上，擰緊螺母施加一定預(yù)緊力；同時(shí)，將安裝在底板上的傾斜注漿錨桿位于窄煤柱煤壁的外露段穿過“U”槽拉筋件的斜鉆孔，并采用螺母將“U”槽拉筋件固定在煤壁上，擰緊螺母施加一定預(yù)緊力；
[0009]步驟5、在上區(qū)段回采巷道內(nèi)，把“U”型拉筋桿的彎曲段卡在“U”槽拉筋件的U型槽內(nèi)，“U”型拉筋桿的兩端穿過“U”槽拉筋件上方的拉筋螺母件的拉筋穿過孔，并在兩端的螺紋處采用拉筋螺母上緊，并施加一定預(yù)應(yīng)力，構(gòu)成縱向桁架拉筋結(jié)構(gòu)，形成單側(cè)橫向限幫加固裝置；
[0010]步驟6、裝配單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng):把倒楔式錨頭旋入水平注漿錨桿的一端螺紋內(nèi)，然后把可切削桿一端和水平注漿錨桿裝有倒楔式錨頭的一端采用對(duì)中套管對(duì)絲連接在一起，接著把防跑漿袋從可切削桿的另一端套入，并采用環(huán)形卡子把防跑漿袋固定在水平注漿錨桿裝有倒楔式錨頭的一端，防跑漿袋位于水平注漿錨桿另一端的部位采用固定卡固定；
[0011]步驟7、在上區(qū)段回采巷道一側(cè)，把上述裝配好的水平注漿錨桿置入超長水平鉆孔內(nèi)并送至超長水平鉆孔底部，水平注漿錨桿兩端分別超出窄煤柱壁面，且水平注漿錨桿位于上區(qū)段回采巷道一側(cè)的外露段穿過安裝在煤壁上的鋼筋網(wǎng)和托盤，并被水平注漿錨桿配套螺母固定在煤壁面上，對(duì)水平注漿錨桿施加預(yù)緊力，構(gòu)成單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)；
[0012]步驟8、把砼輸送管路連接至傾斜注漿錨桿和水平注漿錨桿尾部的注漿孔，然后啟動(dòng)混凝土輸送設(shè)備，將攪拌好的注漿材料經(jīng)由砼輸送管路注入各個(gè)防跑漿袋；
[0013]步驟9、繼續(xù)開掘下區(qū)段待掘巷道對(duì)應(yīng)位置，割煤機(jī)刀頭可輕易將可切削桿露在煤壁外的多余長度L-B割斷；當(dāng)割煤機(jī)割過后，在下區(qū)段沿空掘巷內(nèi)，重復(fù)上述步驟1-步驟5，在窄煤柱位于下區(qū)段沿空掘巷一側(cè)煤壁上對(duì)應(yīng)窄煤柱位于上區(qū)段回采巷道一側(cè)的安裝位置安裝對(duì)稱的單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)和單側(cè)橫向限幫加固裝置；
[0014]步驟10、在步驟9進(jìn)行的同時(shí)，取出留設(shè)在超長水平鉆孔內(nèi)的可切削桿剩余部分，并及時(shí)把對(duì)接短錨桿旋入對(duì)中套管的內(nèi)螺紋中，然后將鋼筋網(wǎng)和托盤套在對(duì)接短錨桿上，并固定在煤壁上，將水平注漿錨桿配套螺母旋在對(duì)接短錨桿上，并施加預(yù)緊力，在窄煤柱位于下區(qū)段沿空掘巷一側(cè)構(gòu)成單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)；
[0015]步驟11、把砼輸送管路連接傾斜注漿錨桿尾部的注漿孔，然后啟動(dòng)混凝土輸送設(shè)備，將攪拌好的注漿材料經(jīng)由砼輸送管路注入傾斜注漿錨桿上包裹的防跑漿袋。
[0016]優(yōu)選的，所述混凝土輸送設(shè)備包括連接在一起的混凝土攪拌機(jī)和混凝土輸送栗。
[0017]優(yōu)選的，為了預(yù)留足夠的安裝空間，所述超長水平鉆孔的深度L比預(yù)留區(qū)段窄煤柱寬度B長30_40cmo
[0018]“U”型拉筋桿的材料選取需要保證強(qiáng)度，優(yōu)選的，為了保證強(qiáng)度和使用安全，所述“U”型拉筋桿材料為圓鋼或螺紋鋼筋，其兩端帶有10-20cm螺紋。
[0019]優(yōu)選的，為了充分保證固定強(qiáng)度，水平注漿錨桿有兩根，上下平行設(shè)置。
[0020]本發(fā)明中，若窄煤柱的寬度超過單根水平注漿錨桿的長度，則可將多根錨桿對(duì)接在一起，中間由帶有內(nèi)螺紋的套管連接形成水平注漿錨桿。
[0021]優(yōu)選的，為了保證足夠的安裝空間，所述水平注漿錨桿伸出窄煤柱位于上區(qū)段回采巷道一側(cè)壁面20cm，對(duì)接短錨桿伸出窄煤柱位于下區(qū)段沿空掘巷一側(cè)壁面20cmo
[0022]斜錨桿錨頭可為機(jī)械式錨頭或粘結(jié)式錨頭，優(yōu)選的，為了保證強(qiáng)度和使用效果，減少成本，斜錨桿錨頭可以采用尼龍分體組合式安裝在傾斜注漿錨桿上。
[0023]優(yōu)選的，為了保證礦下使用安全，防跑漿袋材料采用本質(zhì)安全型的無紡布、編織布料或纖維布材料制成。
[0024]可切削桿可由木棍或樹脂棒或纖維棒制成，本發(fā)明優(yōu)選木棒。
[0025]相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:
[0026]①本發(fā)明沿窄煤柱長度方向間隔設(shè)置的斜拉錨固系統(tǒng)和沿留對(duì)位錨固系統(tǒng)可以對(duì)窄煤柱的頂板、底板、側(cè)壁主動(dòng)提供全面的支承力，減少了底鼓;結(jié)合橫向限幫加固裝置有效阻止了巷道片幫，避免了媒體破碎，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、增大了區(qū)段煤柱彈性核區(qū)；
[0027]②本發(fā)明在錨桿上套設(shè)的防跑漿袋具有濾水不濾漿功能，通過對(duì)注漿錨桿注漿，漿液通過錨桿注漿孔進(jìn)入防跑漿袋內(nèi)，能夠把多余的水過濾出去，但不會(huì)順著裂隙、節(jié)理、圍巖發(fā)育帶發(fā)生跑漿現(xiàn)象，能夠起到很好地全長錨固作用；同時(shí)防跑漿袋不僅可以保護(hù)桿體材料免受地下水侵蝕，更可以具有很好的抵抗圍巖剪切破壞和抗壓破壞作用。
[0028]③環(huán)形卡子把防跑漿袋緊緊地固定在水平注漿錨桿上，既可有效防止注漿漿液流入可切削桿一側(cè)，又可在割煤機(jī)切斷可切削桿外露長度后，包住可切削桿那一側(cè)的防跑漿袋能夠防止煤渣堵住超長水平鉆孔，在掘進(jìn)后能夠順利取出留在超長水平鉆孔內(nèi)的可切削桿剩下部分，且煤渣不會(huì)堵塞對(duì)中套管，便于下一步安裝對(duì)接短錨桿。
[0029]④本發(fā)明提供的錨固結(jié)構(gòu)可取代人工構(gòu)筑混凝土墻體，不僅節(jié)省了人工墻體栗注混凝土成本，更可減少混凝土輸送管道鋪管工時(shí)和材料費(fèi)用，避免了混凝土等材料的運(yùn)輸，大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度；
[0030]⑤本發(fā)明提供的加固方法能夠保證窄煤柱沿空留巷的安全和穩(wěn)定、減少了巷道返修率，有效減少巷道圍巖變形、提高了煤炭回采率，充分開發(fā)了寶貴的煤炭資源；
[0031]⑥通過本發(fā)明的實(shí)施，把整個(gè)區(qū)段煤柱視為整體結(jié)構(gòu)考慮，有效地控制巷道圍巖的變形，提高砼人工墻體整體穩(wěn)定性，保障工作面采后沿空留巷成功留設(shè)，安全實(shí)用。
[0032]⑦本發(fā)明提供的加固方法安裝方便快捷，可拓展應(yīng)用于區(qū)段煤柱、護(hù)巷留設(shè)煤柱、回撤通道等方面，具有較好的推廣價(jià)值和實(shí)用性。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明沿空掘巷掘進(jìn)前加固示意圖；
[0034]圖2是本發(fā)明沿空掘巷掘進(jìn)后加固示意圖；
[0035]圖3是圖1中的A-A向視圖；
[0036]圖4是拉筋螺母件的不意圖；
[0037]圖5是本發(fā)明的立體示意圖；
[0038]圖中，1.斜錨桿錨頭，2.防跑漿袋，3.傾斜注漿錨桿，4.頂、底板傾斜鉆孔，5.固定卡，6.螺母，7.拉筋螺母件，7-1.拉筋穿過孔，7-2.斜鉆孔，8.拉筋螺母，9.“U”槽拉筋件，10.注漿孔，11.“U”型拉筋桿，12.水平注漿錨桿配套螺母，13.托盤，14.環(huán)形卡子，15.對(duì)接短錨桿，16.水平注漿錨桿，17.倒楔式錨頭，18.對(duì)中套管，19.可切削桿，20.超長水平鉆孔，21.下區(qū)段待采工作面，22.下區(qū)段待掘巷道，23.窄煤柱，24.上區(qū)段回采巷道，25.上區(qū)段待采工作面，26.下區(qū)段沿空掘巷。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合具體的實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0040]如圖所示，窄煤柱23—側(cè)設(shè)有上區(qū)段回采巷道24，上區(qū)段回采巷道24另一側(cè)是上區(qū)段待采工作面25，窄煤柱23另一側(cè)是下區(qū)段待掘巷道22，下區(qū)段待掘巷道22另一側(cè)是下區(qū)段待采工作面26，本發(fā)明的沿空掘巷窄煤柱的加固方法，包括如下步驟:
[0041]步驟1、首先在上區(qū)段回采巷道24(此時(shí)下區(qū)段待掘巷道22為實(shí)體煤)內(nèi)，采用坑道鉆機(jī)或者錨桿鉆機(jī)向區(qū)段窄煤柱23 (設(shè)煤柱寬度B = 4.0m)鉆進(jìn)超長水平鉆孔20 (深度L =4.3m)和上下對(duì)稱的頂、底板傾斜鉆孔4(長度2.0m)，超長水平鉆孔20和頂、底板傾斜鉆孔4在沿窄煤柱23長度方向上依次間隔設(shè)置，鉆孔完畢后清孔；
[0042]步驟2、將傾斜注漿錨桿3(錨桿長度2.2m、Φ22cm)穿過防跑漿袋2，并采用固定卡5將防跑漿袋2固定在傾斜注漿錨桿3兩端，防跑漿袋2具有濾水不濾漿功能，固定卡5能夠?qū)⒎琅軡{袋2緊密固定在傾斜注漿錨桿3上，防止防跑漿袋2兩端出現(xiàn)漿液外溢；
[0043]步驟3、在窄煤柱23位于上區(qū)段回采巷道24—側(cè)的各個(gè)頂、底板傾斜鉆孔4內(nèi)，分別安裝包裹防跑漿袋2的傾斜注漿錨桿3，并在傾斜注漿錨桿3露出頂、底板的端頭上安裝斜錨桿錨頭I，構(gòu)成單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)；
[0044]步驟4、在上區(qū)段回采巷道24內(nèi)，將安裝在頂板上的傾斜注漿錨桿3位于窄煤柱23煤壁的外露段穿過拉筋螺母件7的斜鉆孔7-2，并采用螺母6將拉筋螺母件7固定在煤壁上，擰緊螺母6施加一定預(yù)緊力；同時(shí)，將安裝在底板上的傾斜注漿錨桿3位于窄煤柱23煤壁的外露段穿過“U”槽拉筋件9的斜鉆孔，并采用螺母6將“U”槽拉筋件9固定在煤壁上，擰緊螺母6施加一定預(yù)緊力；
[0045]步驟5、在上區(qū)段回采巷道24內(nèi)，把“U”型拉筋桿11的彎曲段卡在“U”槽拉筋件9的U型槽內(nèi)，“U”型拉筋桿11的兩端穿過“U”槽拉筋件9上方的拉筋螺母件7的拉筋穿過孔7-1，并在兩端的螺紋處采用拉筋螺母8上緊，并施加一定預(yù)應(yīng)力，構(gòu)成縱向桁架拉筋結(jié)構(gòu)，形成單側(cè)橫向限幫加固裝置；
[0046]步驟6、裝配單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng):把倒楔式錨頭17旋入水平注漿錨桿16(長度4.0m，Φ 22cm)的一端螺紋內(nèi)，然后把可切削桿19(長度50cm、Φ 22cm)—端和水平注漿錨桿16裝有倒楔式錨頭17的一端采用對(duì)中套管18對(duì)絲連接在一起，接著把防跑漿袋2從可切削桿19的另一端套入，并采用環(huán)形卡子14把防跑漿袋2固定在水平注漿錨桿16裝有倒楔式錨頭17的一端，防跑漿袋2位于水平注漿錨桿16另一端的部位采用固定卡5固定;環(huán)形卡子14把防跑漿袋2緊緊地固定在水平注漿錨桿16上，可有效防止后期注漿時(shí)漿液流入可切削桿19一側(cè);在割煤機(jī)切斷可切削桿19外露長度后，包裹在可切削桿19上的沒有充填漿液的一段防跑漿袋2可以防止煤渣進(jìn)入超長水平鉆孔20，從而煤渣不會(huì)堵塞對(duì)中套管18，保證留在超長水平鉆孔20內(nèi)的可切削桿19的剩下部分能夠順利取出，便于順利安裝對(duì)接短錨桿15;
[0047]步驟7、在上區(qū)段回采巷道24—側(cè)，把上述裝配好的水平注漿錨桿16置入超長水平鉆孔20內(nèi)并送至超長水平鉆孔20底部，水平注漿錨桿16的外端超出窄煤柱23壁面20cm，且水平注漿錨桿16位于上區(qū)段回采巷道24—側(cè)的外露段穿過安裝在煤壁上的鋼筋網(wǎng)和托盤13，并被水平注漿錨桿配套螺母12固定在煤壁面上，對(duì)水平注漿錨桿16施加預(yù)緊力，構(gòu)成單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)；
[0048]步驟8、把砼輸送管路連接至傾斜注漿錨桿3和水平注漿錨桿16尾部的注漿孔10，然后啟動(dòng)混凝土輸送設(shè)備，將攪拌好的注漿材料(42.5水泥:水=0.5:1)經(jīng)由砼輸送管路注入各個(gè)防跑漿袋2，因防跑漿袋2具有濾水不濾漿功能，不必使用注漿錨桿封堵器，且可飽滿充填注漿孔1，起到全長錨桿錨固作用；
[0049]步驟9、繼續(xù)開掘下區(qū)段待掘巷道22對(duì)應(yīng)位置，因可切削桿19采用易于切割的木棍、樹脂棒、纖維棒等材料制成，割煤機(jī)刀頭可輕易將可切削桿19露在煤壁外的多余長度(L-B = 30cm)割斷；當(dāng)割煤機(jī)割過后，在下區(qū)段沿空掘巷26內(nèi)，重復(fù)上述步驟1-步驟5，在窄煤柱23位于下區(qū)段沿空掘巷26—側(cè)煤壁上對(duì)應(yīng)窄煤柱23位于上區(qū)段回采巷道24—側(cè)的安裝位置安裝對(duì)稱的單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)和單側(cè)橫向限幫加固裝置；
[0050]步驟10、在步驟9進(jìn)行的同時(shí)，取出留設(shè)在超長水平鉆孔20內(nèi)的可切削桿19剩余部分，并及時(shí)把對(duì)接短錨桿15(長度40cm、Φ 22cm)旋入對(duì)中套管18的內(nèi)螺紋中，然后將鋼筋網(wǎng)和托盤13套在對(duì)接短錨桿15上，并固定在煤壁上，將水平注漿錨桿配套螺母12旋在對(duì)接短錨桿15上，并施加預(yù)緊力，在窄煤柱23位于下區(qū)段沿空掘巷26—側(cè)構(gòu)成單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)；
[0051]步驟11、把砼輸送管路連接傾斜注漿錨桿3尾部的注漿孔10，然后啟動(dòng)混凝土輸送設(shè)備，將攪拌好的注漿材料經(jīng)由砼輸送管路注入各個(gè)防跑漿袋2;因防跑漿袋2具有濾水不濾漿功能，不必使用注漿錨桿封堵器，且可飽滿充填注漿孔10，起到全長錨桿錨固作用。
[0052]優(yōu)選的，所述混凝土輸送設(shè)備包括連接在一起的混凝土攪拌機(jī)和混凝土輸送栗。
[0053]“U”型拉筋桿11的材料選取需要保證強(qiáng)度，優(yōu)選的，為了保證強(qiáng)度和使用安全，所述“U”型拉筋桿11材料為圓鋼或螺紋鋼筋，其兩端帶有10-20cm螺紋。
[0054]優(yōu)選的，為了充分保證固定強(qiáng)度，水平注漿錨桿16有兩根，上下平行設(shè)置。
[0055]水平注漿錨桿16可以是一根，也可以是由多根組裝而成，本發(fā)明中，若窄煤柱23的寬度超過單根水平注漿錨桿16的長度，則可將多根錨桿對(duì)接在一起，中間由帶有內(nèi)螺紋的套管連接形成水平注漿錨桿16。
[0056]斜錨桿錨頭I可為機(jī)械式錨頭(倒楔式錨頭、張殼式錨頭)或粘結(jié)式錨頭(采用樹脂藥卷錨固劑或水泥藥卷錨固劑粘結(jié))，優(yōu)選的，為了保證強(qiáng)度和使用效果，減少成本，斜錨桿錨頭I可以采用尼龍分體組合式安裝在傾斜注漿錨桿3上。
[0057]優(yōu)選的，為了保證礦下使用安全，防跑漿袋2材料采用本質(zhì)安全型的無紡布、編織布料或纖維布材料制成。
[0058]可切削桿19可由木棍或樹脂棒或纖維棒制成，本發(fā)明優(yōu)選木棒。
[0059]本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn):
[0060]關(guān)鍵點(diǎn)1:對(duì)頂、底傾斜注漿錨桿3外部采用縱向拉緊構(gòu)件(橫向限幫加固裝置)，可起到阻止幫部煤巖體發(fā)生片幫，增強(qiáng)圍巖體內(nèi)摩擦角，大大提高了圍巖體整體強(qiáng)度，限制了圍巖體變形，且頂、底傾斜注漿錨桿3鑲嵌至穩(wěn)定巖層中(斜拉錨固系統(tǒng))，整體構(gòu)件具有“包裹”作用，具有桁架支護(hù)作用效果;再配合幫部防跑漿水平注漿錨桿16(沿掘?qū)^固系統(tǒng))從窄煤柱23兩側(cè)水平拉緊，提高了煤柱整體的穩(wěn)定性。
[0061]關(guān)鍵點(diǎn)2:注漿錨桿外部套有柔軟濾水不濾漿的防跑漿袋包裹，固定卡5能夠?qū)⒎琅軡{袋2緊密固定在傾斜注漿錨桿3上，防止防跑漿袋2兩端出現(xiàn)漿液外溢，不必使用注漿錨桿封堵器，且可飽滿充填注漿孔10，保證了漿液不會(huì)從破裂的圍巖裂隙或節(jié)理裂隙中發(fā)生跑漿現(xiàn)象，可以保證設(shè)定的圍巖壓力值，起到良好的全長錨固作用。
[0062]關(guān)鍵點(diǎn)3:環(huán)形卡子14把防跑漿袋2緊緊地固定在水平注漿錨桿16上，可有效防止后期注漿時(shí)漿液流入可切削桿19 一側(cè);在割煤機(jī)切斷可切削桿19外露長度后，包裹在可切削桿19上的沒有充填漿液的一段防跑漿袋2可以防止煤渣進(jìn)入超長水平鉆孔20，從而煤渣不會(huì)堵塞對(duì)中套管18，保證留在超長水平鉆孔20內(nèi)的可切削桿19的剩下部分能夠順利取出，便于順利安裝對(duì)接短錨桿15。
[0063]關(guān)鍵點(diǎn)4:帶有包裹防跑漿袋2的注漿錨桿，不僅可以保護(hù)桿體材料免受地下水侵蝕，更可以具有很好的抵抗圍巖剪切破壞和抗壓破壞作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、首先在上區(qū)段回采巷道(24)內(nèi)，采用坑道鉆機(jī)或者錨桿鉆機(jī)向區(qū)段窄煤柱(23)鉆進(jìn)超長水平鉆孔(20)和上下對(duì)稱的頂、底板傾斜鉆孔(4)，超長水平鉆孔(20)和頂、底板傾斜鉆孔(4)在沿窄煤柱(23)長度方向上依次間隔設(shè)置，超長水平鉆孔(20)的深度L大于預(yù)留區(qū)段窄煤柱(23)寬度B，鉆孔完畢后清孔； 步驟2、將傾斜注漿錨桿(3)穿過防跑漿袋(2)，并采用固定卡(5)將防跑漿袋(2)固定在傾斜注漿錨桿(3)兩端； 步驟3、在窄煤柱(23)位于上區(qū)段回采巷道(24)—側(cè)的各個(gè)頂、底板傾斜鉆孔(4)內(nèi)，分別安裝包裹防跑漿袋(2)的傾斜注漿錨桿(3)，并在傾斜注漿錨桿(3)露出頂、底板的端頭上安裝斜錨桿錨頭(I)，構(gòu)成單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)； 步驟4、在上區(qū)段回采巷道(24)內(nèi)，將安裝在頂板上的傾斜注漿錨桿(3)位于窄煤柱(23)煤壁的外露段穿過拉筋螺母件(7)的斜鉆孔(7-2)，并采用螺母(6)將拉筋螺母件(7)固定在煤壁上，擰緊螺母(6)施加一定預(yù)緊力；同時(shí)，將安裝在底板上的傾斜注漿錨桿(3)位于窄煤柱(23)煤壁的外露段穿過“U”槽拉筋件(9)的斜鉆孔，并采用螺母(6)將“U”槽拉筋件(9)固定在煤壁上，擰緊螺母(6)施加一定預(yù)緊力； 步驟5、在上區(qū)段回采巷道(24)內(nèi)，把“U”型拉筋桿(11)的彎曲段卡在“U”槽拉筋件(9)的U型槽內(nèi)，“U”型拉筋桿(11)的兩端穿過“U”槽拉筋件(9)上方的拉筋螺母件(7)的拉筋穿過孔(7-1)，并在兩端的螺紋處采用拉筋螺母(8)上緊，并施加一定預(yù)應(yīng)力，構(gòu)成縱向桁架拉筋結(jié)構(gòu)，形成單側(cè)橫向限幫加固裝置； 步驟6、裝配單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng):把倒楔式錨頭(17)旋入水平注漿錨桿(16)的一端螺紋內(nèi)，然后把可切削桿(19)一端和水平注漿錨桿(16)裝有倒楔式錨頭(17)的一端采用對(duì)中套管(18)對(duì)絲連接在一起，接著把防跑漿袋(2)從可切削桿(19)的另一端套入，并采用環(huán)形卡子(14)把防跑漿袋(2)固定在水平注漿錨桿(16)裝有倒楔式錨頭(17)的一端，防跑漿袋(2)位于水平注漿錨桿(16)另一端的部位采用固定卡(5)固定； 步驟7、在上區(qū)段回采巷道(24)—側(cè)，把上述裝配好的水平注漿錨桿(16)置入超長水平鉆孔(20)內(nèi)并送至超長水平鉆孔(20)底部，水平注漿錨桿(16)兩端分別超出窄煤柱(23)壁面，且水平注漿錨桿(16)位于上區(qū)段回采巷道(24)—側(cè)的外露段穿過安裝在煤壁上的鋼筋網(wǎng)和托盤(13)，并被水平注漿錨桿配套螺母(12)固定在煤壁面上，對(duì)水平注漿錨桿(16)施加預(yù)緊力，構(gòu)成單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)； 步驟8、把砼輸送管路連接至傾斜注漿錨桿(3)和水平注漿錨桿(16)尾部的注漿孔(10)，然后啟動(dòng)混凝土輸送設(shè)備，將攪拌好的注漿材料經(jīng)由砼輸送管路注入各個(gè)防跑漿袋(2)； 步驟9、繼續(xù)開掘下區(qū)段待掘巷道(22)對(duì)應(yīng)位置，割煤機(jī)刀頭可輕易將可切削桿(19)露在煤壁外的多余長度L-B割斷；當(dāng)割煤機(jī)割過后，在形成的下區(qū)段沿空掘巷(26)內(nèi)，重復(fù)上述步驟1-步驟5，在窄煤柱(23)位于下區(qū)段沿空掘巷(26)—側(cè)煤壁上對(duì)應(yīng)窄煤柱(23)位于上區(qū)段回采巷道(24)—側(cè)的安裝位置安裝對(duì)稱的單側(cè)斜拉錨固系統(tǒng)和單側(cè)橫向限幫加固裝置； 步驟10、在步驟9進(jìn)行的同時(shí)，取出留設(shè)在超長水平鉆孔(20)內(nèi)的可切削桿(19)剩余部分，并及時(shí)把對(duì)接短錨桿(15)旋入對(duì)中套管(18)的內(nèi)螺紋中，然后將鋼筋網(wǎng)和托盤(13)套在對(duì)接短錨桿(15)上，并固定在煤壁上，將水平注漿錨桿配套螺母(12)旋在對(duì)接短錨桿(15)上，并施加預(yù)緊力，在窄煤柱(23)位于下區(qū)段沿空掘巷(26)—側(cè)構(gòu)成單側(cè)沿掘?qū)^固系統(tǒng)；步驟11、把砼輸送管路連接傾斜注漿錨桿(3)尾部的注漿孔(10)，然后啟動(dòng)混凝土輸送設(shè)備，將攪拌好的注漿材料經(jīng)由砼輸送管路注入傾斜注漿錨桿(3)上包裹的防跑漿袋(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述混凝土輸送設(shè)備包括連接在一起的混凝土攪拌機(jī)和混凝土輸送栗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述超長水平鉆孔(20)的深度L比預(yù)留區(qū)段窄煤柱(23)寬度B長30-40cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述“U”型拉筋桿(11)材料為圓鋼或螺紋鋼筋，其兩端帶有10-20cm螺紋。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述水平注漿錨桿(16)有兩根，上下平行設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，水平注漿錨桿(16)由多根錨桿對(duì)接組成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述水平注漿錨桿(16)伸出窄煤柱(23)位于上區(qū)段回采巷道(24) —側(cè)壁面20cm，對(duì)接短錨桿(15)伸出窄煤柱(23)位于下區(qū)段沿空掘巷(26) —側(cè)壁面20cm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述斜錨桿錨頭(I)采用尼龍分體組合式安裝在傾斜注漿錨桿(3)上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述防跑漿袋(2)材料采用本質(zhì)安全型的無紡布、編織布料或纖維布材料制成。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱的加固方法，其特征在于，所述可切削桿(19)為木棒。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK105971640SQ201610536888
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】李昂
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)