煤矿井下超高巷道永久加固工艺的制作方法

本发明涉及煤矿巷道的支护方法，具体为一种煤矿井下超高巷道永久加固工艺。

背景技术：

部分煤矿井下煤层松软、破碎，在巷道需穿层过渡期区段，初始下山掘进期煤顶留设困难，造成巷道严重超高，若仅靠对顶板、巷道两帮补强锚索已无法满足巷道长期稳定使用要求，若采用料石砌碹巷道四周，但其支护结构刚度大，在巨大的不均匀地压作用及掘进、回采动压多次扰动下，可能导致局部点接触而形成应力集中使碹体局部遭到破坏，导致料石冒落，反而给安全生产带来隐患；若采用木垛自底向顶架设，虽有利于顶板稳定，但因巷道内要求铺设胶带机以及管线、电缆且行人集中，空间很难满足架设木垛要求。

技术实现要素：

本发明为了解决超高巷道支护难的问题，提供了一种煤矿井下超高巷道永久加固工艺。

本发明是采用如下技术方案实现的：煤矿井下超高巷道永久加固工艺，包括以下步骤，

a）首先在胶带机巷底部架设宽为5.0m高为4.1m的三心拱棚，其中棚腿、棚梁由U型钢制成，棚后用背板背紧；

b）其次在背板上部、巷帮垂直巷道掘进方向架设长4.8m的无腿棚，无腿棚距底板4.1m，无腿棚棚距1.0m，无腿棚由工字钢制成；

c）在无腿棚上部铺设孔径50×50mm的单层金属网，并沿巷道掘进方向搭设俩根槽钢，槽钢间距1m，槽钢通过锚索吊挂在巷道顶板上，锚索埋入顶板大于等于2m；

d）最后，槽钢上方每隔一米打一组木垛，每组木垛采用“之”字交错布置，木垛搭设板梁。

无腿棚支护为刚性支护，三心拱棚为可缩金属支架，径向有一定的可缩量，这种组合克服了顶板受压后木垛承载释放压力，易压弯棚梁的情况，同样克服了木垛承载释放压力后压死拱棚的现象，避免了三心拱棚受力较大变形严重后很难进行更换维护的情况。该结构在顶板受力、木垛承载释放压力后，锚索先受力，无腿棚将压力传递至三心拱棚，三心拱棚径向可缩量卸载压力。若出现锚索破断，可利用无腿棚支撑上部木垛进行补打锚索维护；若无腿棚受力变形严重，可利用三心拱棚径向可缩量更换棚梁。

本发明的有益效果如下：利用刚性棚与柔性棚结合的联合支护方式，实现了超高巷道的支护。本发明结构合理，实用安全，保证了支护安全稳定的前提下，实现了多次受力传导，多层次的结构保证所有结构的可维护性，特别适用于超高巷道的支护。

附图说明

图1为发明结构示意图；

图中，1-三心拱棚，2-无腿棚，3-背板，4-金属网，5-槽钢，6-板梁，7-木垛，8-锚索。

具体实施方式

煤矿井下超高巷道永久加固工艺，包括以下步骤，

a）首先在胶带机巷底部架设宽为5.0m高为4.1m的三心拱棚1，其中棚腿、棚梁由U型钢制成，棚后用背板3背紧；

b）其次在背板3上部、巷帮垂直巷道掘进方向架设长4.8m的无腿棚2，无腿棚2距底板4.1m，无腿棚棚距1.0m，无腿棚2由工字钢制成；

c）在无腿棚2上部铺设孔径50×50mm的单层金属网4，并沿巷道掘进方向搭设俩根槽钢5，槽钢5间距1m，槽钢通过锚索8吊挂在巷道顶板上，锚索8埋入顶板大于等于2m；

d）最后，槽钢5上方每隔一米打一组木垛7，每组木垛7采用“之”字交错布置，木垛7搭设板梁6。

具体实施过程中，最高支护处巷道约12m，最低支护处巷高约6m，利用调整木垛层数保证完好支护。三心拱棚的棚腿、棚梁采用29U的U型钢加工；无腿棚采用12#的工字钢；槽钢规格为14#*2.3m；锚索采用6.3m/8.4/10.3m锚索，木垛交点处钉好拉条或使用12#以上铅丝拴牢，确保木垛整体稳定性。