高应力强扰动煤层沿空留巷多级加固方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高应力强扰动煤层沿空留巷多级加固方法，尤其适用于大采深、复杂顶板、近距离高瓦斯煤层群开采时采空区沿空留巷的加固。
【背景技术】
[0002]对于开采高地应力、厚层坚硬顶板、直覆近距离煤层群，由于坚硬顶板工作面“三带”广，采动强烈，顶板预裂解危困难，采空区侧向长悬顶引起高附加应力，充填墙体承载大，维护困难，近距离邻近层卸压瓦斯大量涌入保护层采空区，威胁保护层安全回采等原因，目前国内还没有对此种条件下进行无煤柱沿空留巷的成功先例，因此开展此类条件下无煤柱沿空留巷技术研究意义重大。
[0003]沿空留巷的巷道围岩变形既取决于采场上覆岩层活动，又与围岩应力场密切相关。采场上覆岩层活动、留巷围岩应力场从掘进到留巷显现出明显的阶段性特征，各阶段顶板运动规律、应力演化规律、变形特点均不尽相同。因此，沿空留巷支护结构控制应充分考虑留巷应力分布与破坏特征的阶段性特点，针对不同阶段采取科学合理的控制技术手段。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高应力强扰动煤层沿空留巷多级加固的方法，针对沿空留巷围岩应力分布与破坏的各阶段特征，分别采用沿空留巷及充填区域顶板加固，施工充填墙体并加固，巷内辅助加强支护和后期封补等方法，使沿空留巷在最终变形后能满足通风、行人等安全生产及下一个工作面回采需要，保证沿空留巷的可靠性和长期稳定性，达到科学合理、安全可靠、易施工、效果好的目的。
[0005]本发明的高应力强扰动煤层沿空留巷多级加固方法，包括如下步骤:
[0006]a、回采前对沿空留巷进行加固，在沿空留巷顶板布置实施间隔一定距离的锚杆，每行每列锚杆均配合使用钢带，形成顶板支护网；
[0007]b、对超前工作面5.5?6.5m左右靠近沿空留巷一侧的煤壁进行开缺口施工，形成充填区域；
[0008]c、在充填区域的顶板施工锚杆，与巷道顶板的锚杆错开布置，并配合使用钢带，形成顶板支护网；
[0009]d、超前工作面50m至工作面后方250m范围内的沿空留巷采用单体液压支柱与钢梁加强支护。
[0010]e、施工充填墙体，先在充填区域利用锚杆将充填模具组装好，组装时要将锚杆穿过模板上的相应孔洞，并露出模板外至少50mm ;然后利用充填栗将加水搅拌均匀后的充填材料经充填管路输送至充填模具内，待充填材料硬化后拆除充填模具，再分别在充填墙体靠近巷道一侧水平和垂直方向上布置钢带，并利用露在充填墙体外的锚杆将钢带固定住，形成墙体加固网。
[0011]f、当顶板发生变形，充填墙体上部与顶板之间出现空隙时，向空隙内充填矸石等材料并喷注混凝土封填空洞。
[0012]g、当沿空留巷稳定后，对巷道顶部和帮部进行喷浆处理，及时封补充填墙体上的空隙和裂隙。
[0013]进一步地，所述的顶板支护网由所述的锚杆和所述的钢带组成，锚杆的行间距为400mm-700mm ;钢带长 1200mm-2100mm、宽 150mm-200mm、厚 10mm-20mm，铺设在相邻的两根销杆之间，并利用锚杆将其两端固定住。
[0014]进一步地，所述单体液压支柱的间距为0.7m-1.5m，所述钢梁的长度为
1.5m-3.0m;所述的单体液压支柱与钢梁采用一梁二柱的方式向前布置，横向布置三排单体液压支柱，回采侧靠近煤壁0.4m-0.7m处布置一排，依次向非回采侧间隔lm-1.5m和2m~2.5m布置两排。
[0015]进一步地，所述的充填模具由四块长方形模板和若干条锚杆组成，每块模板上均匀分布着间距为400mm-700mm的孔洞，孔洞直径大于等于锚杆直径，相邻模板的每一行孔洞均不在同一水平面上，而相对模板的同一行孔洞相互对应且在同一水平面上，利用四块模板组成一个没有顶和底的箱体，将锚杆穿过两块相对模板上相对应的两个孔洞，并将锚杆两端固定住，保证锚杆的两端均露出模板外至少50mm。
[0016]进一步地，所述的墙体加固网同样由所述的锚杆和所述的钢带组成，每三根相邻的一行或一列锚杆固定一根钢带。
[0017]进一步地，步骤g所述喷楽的厚度不小于60mm。
[0018]本发明的有益效果如下:
[0019](1)本发明方法根据沿空留巷围岩应力分布与破坏的各阶段特征而相应的施工加固方法，科学合理，安全可靠，易施工，效果好。
[0020](2)利用顶板支护网对巷道及充填区域顶板加固后，可以有效控制深部巷道围岩变形，改善巷道周边围岩应力分布，提高其稳定性，发挥了锚杆和锚索的主动支护作用，同时还可防止在充填墙体还没有达到较高的强度时由于顶板的离层或冒落造成对充填墙体的破坏；
[0021](3)通过对工作面前后方沿空留巷的加强支护，能够充分保护充填墙体不会被压坏，而且工作面后方的巷内辅助加强支护不但能够有效的支撑顶板，还为工人在工作面端头的施工提供安全保障；
[0022](4)利用充填模具浇筑充填墙体，不仅提高了充填墙体的整体性，抗变形能力和整体强度，且施工简便，速度较快；
[0023](5)通过对充填墙体施工墙体加固网，可以使充填墙体强度得到强化，提高了充填墙体的整体承载能力，使之能够抵抗较大的垂直载荷；
[0024](6)通过封堵充填墙体上方的欠接顶空隙，保证了墙体充分接顶时的承压能力，利用喷浆加固封补巷道顶部和帮部，利于提高巷道的稳定性，减少了采空区漏风。
【附图说明】
[0025]图1是沿空留巷内辅助加强支护平面示意图。
[0026]图2是图1的A-A剖面示意图。
[0027]图3是图2的平面图。
[0028]图4是充填模具的结构立体图。
[0029]图5是充填墙体的墙体加固网示意图。
[0030]图中:1_沿空留巷，2-锚杆，3-钢带，4-充填区域，5-单体液压支柱，6-钢梁，7-充填墙体，8-采空区，9-采煤工作面，10-液压支架，11-充填模具，12-模板，13-孔洞。
【具体实施方式】
[0031]下面参照附图并结合实例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明:
[0032]本发明的高应力强扰动煤层沿空留巷多级加固方法，包括如下步骤:
[0033]1)首先在回采前对沿空留巷1进行加固，在沿空留巷1的顶板布置实施行间距为LI = 400mm-700mm的锚杆2，每行、每列锚杆2均配合使用钢带3，形成顶板支护网，如图2和图3所示；
[0034]2)对超前工作面6m左右靠近沿空留巷1 一侧的煤壁进行开缺口施工，形成充填区域4，然后在充填区域4的顶板施工锚杆2，与沿空留巷1顶板的锚杆2错开布置，锚杆2行间距为L1，并配合使用钢带3，形成顶板支护网，如图2和图