薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施的制作方法

本实用新型涉及到一种采煤巷道支护设施。

背景技术：

倾斜薄煤层的开采难度极大，包括在巷道掘进的难度都非常大，由于煤层薄，为了降低开采成本，因此掘进的采煤巷道截面积小，从而无法采用大规模机械作业，现有的倾斜薄煤层巷道开采通常采用的是爆破掘进方法。然而爆破的震动较大，对周围的岩体存在较大的影响。

为了解决这个问题，现有技术中，在巷道处采用了高强度支护，比如利用支撑力较大的液压支柱、或密集支柱、或沏体支护、或钢柱钢梁支撑以及其组合的方式，以抵抗爆破掘进中巨大的震动，保护巷道安全。但这一类支护的成本较高，施工周期较长，影响采煤的综合成本，而且这一类支护属于主要利用外力支护，属于低性能支护技术。

因此，综合来讲，低性能支护的施工复杂，施工周期长，无法更好地配合高效快速掘进巷道，并且主要以外力支护，获得的支护性能差。

技术实现要素：

为了解决上述问题，缩短施工周期及成本，提供巷道的主动支护，更好地配合高效快速掘进巷道，抵消爆破的震动，本实用新型提供了一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施。

本实用新型的薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，设置在掘进巷道中，包括巷道上帮、巷道下帮、巷道顶板、巷道底板构成。

掘进巷道掘入煤层中，巷道顶板与煤层顶板平行对齐并且形成同一平面；巷道底板水平布置。

设置有三排顶板锚杆与一排锚索打向巷道顶板的岩体内；锚索设置在顺巷道走向的中心线处；其中第一排顶板锚杆设置在顺巷道走向的中心线处；在巷道顶板上靠近巷道下帮处设置第二排顶板锚杆；在巷道顶板上靠近巷道上帮处设置第三排顶板锚杆。

设置有三排上帮锚杆打向巷道上帮的岩体内，其中在巷道上帮的中部设置有第一排上帮锚杆；在巷道上帮的煤层与岩体交界处设置有第二排上帮锚杆，在巷道上帮的下部四分之一处设置有第三排上帮锚杆。

在锚杆索的尾端与锚杆的尾端挂设钢丝网。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的锚索垂直于巷道顶板。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的第一排顶板锚杆垂直于巷道顶板。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的第二排顶板锚杆垂直于巷道顶板。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的巷道上帮与巷道顶板垂线之间构成第一夹角，第三排顶板锚杆沿所述第一夹角的角平分线方向打入岩体。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的第一排上帮锚杆垂直于巷道上帮。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，巷道上帮垂线与煤层走向之间构成第二夹角，第二排上帮锚杆沿第二夹角的角平分线方向打入岩体。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，从巷道顶板与巷道下帮交界处，至巷道上帮的下部四分之一处均铺设钢丝网。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的锚索与第一排顶板锚杆沿巷道走向交替分布设置。

如上所述的一种薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道支护设施，更进一步说明为，所述的第二排顶板锚杆设置在距离巷道顶板与巷道下帮交界处15cm处；第三排顶板锚杆设置在距离巷道顶板与巷道上帮交界处15cm处。

有益效果：

本实用新型主要采用锚杆、锚索和挂设的钢筋网形成的主动支护，利用岩体自身的支护能力，对巷道顶板与上帮进行支护。并且这一支护属于柔性支护，更有利于对爆破的震动进行吸收，更有利于形成稳定的巷道。

该支护的结构简单，施工方便、快速，利于薄煤层倾斜小断面半煤岩巷的高效快速掘进巷道。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：巷道下帮1；煤层2；锚杆3；锚索4；巷道顶板5；巷道顶板垂线6；巷道上帮垂线7；巷道上帮8；巷道底板9；钢丝网10。

具体实施方式

掘进巷道由巷道上帮8、巷道下帮1、巷道顶板5、巷道底板9构成。

掘进巷道掘入在煤层2中，巷道顶板与煤层顶板平行对齐并且形成同一平面，为倾斜顶板，从巷道上帮向下，往巷道下帮倾斜，本实施例中的煤层倾斜角度约30度，因此巷道顶板的倾斜角度依然是30度。巷道底板水平布置，巷道上帮与巷道下帮竖直设置，从而本实施例中的巷道断面整体为一梯形。

该种巷道在利用的时候，巷道下帮的上角设置通风管道。巷道分为左右两部分，靠近巷道下帮处用于安装皮带运输机。靠近巷道上帮处用于安装小火车轨道。巷道上帮与巷道底板交界处设置掏槽，其作用为水渠。

巷道顶板的岩体内打入有三排顶板锚杆3，分别为第一排顶板锚杆、第二排顶板锚杆、第三排顶板锚杆。同时，巷道顶板内还打入一排锚索4。

其中第一排顶板锚杆设置在顺巷道走向的中心线处，并垂直于巷道顶板。

第二排顶板锚杆设置在巷道顶板上靠近巷道下帮处，距离巷道顶板与巷道下帮交界处15cm，并垂直于巷道顶板。

第三排顶板锚杆设置在巷道顶板上靠近巷道上帮处。其中巷道上帮与巷道顶板垂线6之间构成第一夹角，第三排顶板锚杆沿所述第一夹角的角平分线方向打入岩体。此外所述的沿第一夹角的角平分线方向打入岩体，并非为与角平分线重合，而是指与沿第一夹角的角平分线方向一致，打入岩体的角度一致，方向一致，可以理解为第三排顶板锚杆平行于第一夹角的角平分线。

锚索设置在顺巷道走向的中心线处；并垂直于巷道顶板。

巷道上帮的岩体内设置有三排上帮锚杆。分别为第一排上帮锚杆、第二排上帮锚杆、第三排上帮锚杆。

其中第一排上帮锚杆设置在巷道上帮的中部，并垂直于巷道上帮。

第二排上帮锚杆设置在巷道上帮的煤层与岩体交界处，巷道上帮垂线7与煤层走向(倾斜向)之间构成第二夹角，第二排上帮锚杆沿第二夹角的角平分线方向打入岩体。此外所述的沿第二夹角的角平分线方向打入岩体，并非为与角平分线重合，而是指与沿第二夹角的角平分线方向一致，打入岩体的角度一致，方向一致，可以理解为第二排上帮锚杆平行于第二夹角的角平分线。

在巷道上帮的下部四分之一处设置有第三排上帮锚杆；第三排顶板锚杆设置在距离巷道顶板与巷道上帮交界处15cm处。

锚索与第一排顶板锚杆沿巷道走向交替分布设置。

在锚杆索的尾端与锚杆的尾端挂设钢丝网10。钢丝网为一整块网，从巷道顶板与巷道下帮交界处开始铺设，一直铺设至巷道上帮的下部距离四分之一处。

实施例一：

上述采用的各排锚杆的间距为1.0～1.2m；锚索直径17.8mm×5300mm，间距3000mm。

在锚杆打入后，锚杆的前端全部没入岩体内，仅有约3-5cm长度的尾端剩余在外，尾端设置有螺纹，将钢筋网铺在岩体表面，然后，然后用托盘通过螺纹固定在锚杆尾端，并同时托盘将钢筋网压在岩体上，完成钢筋网的铺设。

实施例二：

巷道顶板三排锚杆规格：使用左旋螺纹钢高强锚杆，规格为ψ20mm*2200mm

配150mm×150mm×12mm高强拱形托盘和高强螺母，为配套产品；并采用加长树脂锚固，岩体内钻孔直径为28mm。

钢筋网作为辅助支护，钢筋网采用ψ6mm

的钢筋自行焊接制作，顶板钢筋网规格为2650mm×1100mm，网孔规格为100mm×100mm，每排使用两片，相邻网搭接约100mm，采用16#铁丝钮扣联结，孔孔相连，每扣铁丝至少拧3圈以上。

锚杆锚固力：顶板锚杆设计锚固力100kn。

锚杆安装预紧力：先使用锚杆钻机安装锚杆搅拌树脂药卷，然后采用大扭矩扳手拧紧螺母，锚杆预紧力矩不小于300n·m，且不能大于500n·m，如果不能达到扭矩要求，应购买扭矩放大器，尽量使锚杆预紧力矩达到要求。

巷道上帮三排锚杆规格：使用左旋螺纹钢高强锚杆，规格为ψ18mm*1800mm

配150mm×150mm×12mm高强拱形托盘和高强螺母，为配套产品。

并采用加长树脂锚固，岩体内钻孔直径为28mm。

巷道上帮配以菱形金属网作为辅助支护，金属网采用8号铁丝制作，规格为3000mm×1100mm，网孔规格为40mm×40mm，每排使用两片，相邻网搭接约100mm，采用16#铁丝钮扣联结，孔孔相连，每扣铁丝至少拧3圈以上。

锚杆锚固力：锚杆设计锚固力100kn。

锚杆安装预紧力：先使用锚杆钻机安装锚杆搅拌树脂药卷，然后采用大扭矩扳手拧紧螺母，锚杆预紧力矩不小于200n·m，且不能大于500n·m，如果不能达到扭矩要求，应购买扭矩放大器，尽量使锚杆预紧力矩达到要求。

锚索规格：采用1×7股高强度低松弛钢绞线制，锚索直径为ψ17.8mm

破断荷载355kn，延伸率4％，锚索长5300mm，有效长度5000mm左右；遇煤层厚度变化较大的地段，锚索长度可根据需要调整，锚索至少应深入煤层顶板1500mm以上。

锚索布置：巷道顶板中央垂直顶板布置，一排一根，排距3000mm。

锚索锚固力：锚索设计锚固力大于250kn。

锚索预紧力：锚索预紧力200kn。