煤矿沿空留巷巷旁分段承载不等强支护原理及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101922292A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101922292101922292A(43)申请公布日2010.12.22(21)申请号201010105609.7E21F1/00(2006.01)(22)申请日2010.02.04E21F15/00(2006.01)E21D15/02(2006.01)(71)申请人成云海地址271400山东省泰安市新泰市新汶办事处驻地新汶矿业集团公司申请人庞继禄(72)发明人成云海姜福兴庞继禄郭信山张磊鑫(74)专利代理机构泰安市泰昌专利事务所37207代理人高军宝(51)Int.Cl.E21C41/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称煤矿沿空留巷巷旁分段承载不等强支护原理及应用(57)摘要本发明公开了一种适于煤矿沿空留巷分段承载巷旁支护的支护机理及应用方法。其是在工作面开始开采后，运输巷采用沿空留巷，完整保留下来做为下一工作面的回风巷。根据岩层运动特点，提出分段承载原理，进行巷旁不等强支护。巷旁不等强支护是指巷旁支护材料的承载变形是根据岩层分段运动烈度，为适应不同阶段的运动特点进行不同强度的支护，即不同的岩层运动阶段，巷旁支护材料具有不同的力学性能、承载变形参数与之对应。运输巷巷旁支护分为上下两层充填材料组合支护。实现整个充填组合体既有较大的变形量又有较高的承载强度，达到支护和密封双重效果。本发明的煤矿沿空留巷巷旁分段承载不等强支护原理及应用方法，适用于煤矿井下沿空留巷巷旁支护。CN1092ACN101922292ACCNN110192229201922293A权利要求书1/1页1.一种煤矿沿空留巷巷旁支护原理，该原理是工作面开始开采后，运输巷采用沿空留巷，完整保留下来做为下一工作面的回风巷，根据岩层运动特点，提出分段承载巷旁支护原理。分段承载原理是指长壁采场工作面岩层运动结构的形成及其运动是分阶段由两次采动影响完成的，为适应不同阶段的运动特点进行不同强度的支护，即不同的岩层运动阶段，巷旁支护材料具有不同的力学性能、承载变形参数与之对应。2.一种基于煤矿沿空留巷巷旁分段承载原理的巷旁不等强支护方法，该方法是煤矿井下沿空留巷巷旁支护材料的承载变形是根据岩层分段运动烈度，分上下两层支护，上层材料采用强度较低、变形量大的充填材料(变形率10～50％)，可以实现对顶板的早期让压，同时能有效保证及时密封采空区；下层材料采用强度较高的充填材料，可以保证顶板动压之后承担直接顶的荷载作用力，而不破坏。当上层充填材料变形50％左右时，下层充填材料却没有受力，上部来力全部被上层充填材料的大变形松弛，而不被传递到下层的充填材料，从而实现整个充填组合体即有较大的变形量又有较高的承载强度，达到支护和密封双重效果。2CCNN110192229201922293A说明书1/3页煤矿沿空留巷巷旁分段承载不等强支护原理及应用技术领域[0001]本申请涉及煤矿井下沿空留巷巷旁支护分段不等强支护原理及应用方法。背景技术[0002]煤矿井下沿空留巷(如图1所示)是指采煤工作面的运输巷完整保留下来，留给下一个采煤工作面做回风巷。[0003]沿空留巷属大变形围岩，承受掘进和两次采动(本工作面开采和下一个工作面开采)应力影响，矿压显现剧烈，是一项复杂的系统工程。留巷不成功、难以广泛推广应用的主要原因：一是因缺乏理论上的正确指导，在沿空留巷支护设计时，认为安全系数越高越好，造成不必要的经济损失；二是在沿空留巷设计时，常因巷内支护和巷旁支护参数选择不合理而导致留巷失败，影响正常生产和煤矿安全，并造成重大的经济损失；三是施工材料、工艺、设备落后，效率低，劳动强度大。因此，深入研究沿空留巷围岩控制机理，掌握沿空留巷所处的应力环境及其矿压显现规律，构建深部矿井沿空留巷受力模型，采用先进技术和材料，形成一套行之有效的沿空留巷支护对策，是沿空留巷工程能够成功的必由之路。针对上述分析，应研究适于沿空留巷巷旁支护机理及应用方法。发明内容[0004]本申请的目的是发明一种适于煤矿沿空留巷分段承载巷旁支护机理及应用方法。本申请的技术方案是：工作面开始开采后，运输巷采用沿空留巷，完整保留下来做为下一工作面的回风巷。根据岩层运动特点，提出分段承载原理，进行巷旁不等强支护。分段承载原理是指长壁采场工作面岩层运动结构的形成及其运动是分阶段由两次采动影响完成的，巷旁不等强支护是指巷旁支护材料的承载变形是根据岩层分段运动烈度，为适应不同阶段的运动特点进行不同强度的支护，即不同的岩层运动阶段，巷旁支护材料具有不同的力学性能、承载变形参数与之对应。运输巷巷旁支护分为上下两层充填材料组合支护。在选择材料性能和工艺时，技术上需要满足“支得住、护得住、封得住”的要求，材料性能具有“