一种对新型混凝土预制块自锁实体墙沿空留巷的矿压观测方法与流程

本发明涉及矿业工程沿空留巷巷旁支护技术领域，尤其涉及一种对新型混凝土预制块自锁实体墙沿空留巷的矿压观测方法。

背景技术：

（1）目前沿空留巷巷旁支护体主要有混凝土浇筑实体墙、矸石袋锚杆加固墙、混凝土预制块空心墙、混凝土预制块实体墙等，但基本上都存在一定的缺陷，适用条件有限，推广使用较困难等。（2）混凝土预制块自锁实体墙是一种的适用于沿空留巷巷旁支护的新型墙体，在设计时考虑的因素较全面，使其具有早期强度高，整体性好，抗侧压能力强，操作方便，成墙速度快以及能较好适应巷道高度变化等优点。（3）现阶段混凝土预制块自锁实体墙还没有投入使用，为了检验自锁实体墙支护效果，应对采用自锁实体墙体进行巷旁支护的沿空留巷进行矿压观测设计。

技术实现要素：

本发明的目的是为了验证混凝土预制块自锁实体墙的使用效果，对采用自锁实体墙的沿空留巷从围岩受力、位移变化进行矿压观测，为更好的提高自锁实体墙的整体支护强度和抗变形能力提供重要依据。

为实现上述目的，本专利中自锁实体墙由a、b、c、d、e五种混凝土砌块拼接组装而成，墙体第一层采用a规格混凝土砌块纵向交错的排列，墙体第二层采用b、c、d、e四种规格的混凝土砌块横向卡在第一层混凝土砌块上并将其横向锁住，墙体第三层采用b规格混凝土砌块纵向交错卡在第二层混凝土砌块上并将其纵向锁住，第四层及以上数层重复循环二、三层操作步骤即可（采用这种方法砌筑的混凝土预制块自锁实体墙其具有早期强度高，整体性好，抗侧压能力强，操作方便，成墙速度快以及能较好适应巷道高度变化等优点）；在沿空留巷中每隔50米布置一个矿压监测站，测站内设有巷道变形观测断面，巷旁支护墙体受力监测点，顶板离层监测点，锚杆（锚索）受力监测点以及单体支柱工作阻力监测点（该方法能够监测巷道顶、底板相对移近、两帮相对移近、顶板下沉以及底鼓量、巷旁支护墙体、单体支柱及锚杆（锚索）的受力情况、顶板离层的高度，通过对监测数据的统计分析，可以了解到自锁实体墙的支护效果，为更好的提高自锁实体墙的整体支护强度和抗变形能力提供重要依据）。

有益效果：通过对新型混凝土预制块自锁实体墙沿空留巷的矿压观测，可以具体量化的分析自锁实体墙对沿空留巷围岩的控制效果，为更好的提高自锁实体墙的整体支护强度和抗变形能力提供重要依据。

附图说明

图1为a规格混凝土砌块主视图

图2为a规格混凝土砌块俯视图

图3为b规格混凝土砌块主视图

图4为b规格混凝土砌块俯视图

图5为c规格混凝土砌块主视图

图6为c规格混凝土砌块俯视图

图7为d规格混凝土砌块主视图

图8为d规格混凝土砌块俯视图

图9为e规格混凝土砌块主视图

图10为e规格混凝土砌块俯视图

图11为自锁实体墙第一层俯视图

图12为自锁实体墙第二层俯视图

图13为自锁实体墙第三层俯视图

图14为A-A剖面图

图15为自锁实体墙与巷道位置平面示意图

图16为自锁实体墙与巷道位置剖面示意图

图17为沿空留巷矿压观测点测区布置示意图

图中，a、b、c、d、e代表五种规格的混凝土砌块；1、墙体第二层第一排小卡槽；2、墙体第二层第二排小卡槽；3、墙体第二层第三排小卡槽；4、墙体第二层第四排小卡槽；5、自锁实体墙；6、沿空留巷；7、工作面；8、采空区；9、液压支架；10、端头支架；11、单体支柱；12、钢梁；13、锚杆；14、锚索；15、挡矸网；16、测站；17、顶板动态仪；18、收敛计；19、液压枕；20、压力监测仪；21、应力测力计；22、顶板离层仪。

具体实施方式

首先用模具制造出a、b、c、d、e五种不同规格的混凝土砌块，a规格混凝土砌块为长度×宽度×厚度：1700mm×100mm×100mm的长方体；b规格混凝土砌块是在a规格的基础上，底部留有长度×宽度×高度：1500mm×100mm×30mm的小槽，两端各留长度×宽度×厚度:100mm×100mm×30mm的凸头；c规格混凝土砌块在b规格的基础上，上端面靠一长边侧离端头100mm处留有第一个长度×宽度×高度：100mm×50mm×30mm的卡槽，然后每个100mm留有相同规格的卡槽，共8个，d规格混凝土砌块在b规格的基础上，上端面靠一长边侧离端头200mm处留有第一个长度×宽度×高度：100mm×50mm×30mm的卡槽，然后每隔100mm留有相同规格的卡槽，共7个，e规格混凝土砌块在d规格的基础上，上端面靠另一长边侧离端头100mm处留有第一个长度×宽度×高度：100mm×50mm×30mm的卡槽，然后每隔100mm留有相同规格的卡槽，共8个。

自锁实体墙第一层共铺设15列，全部使用a规格的混凝土砌块，总共宽1500mm，代表墙体宽度，奇数列排列平齐，偶数列排列平齐，偶数列相对奇数列向下错开200mm；第二层采用b、c、d、e四种规格的混凝土砌块按设计好的顺序横向卡在第一层上，第二层第一排采用e规格的混凝土砌块，第二排采用d规格的混凝土砌块，第三排至第十五排采用b规格的混凝土砌块，第十六排采用c规格的混凝土砌块，第十七排采用e规格的混凝土砌块，第十八排采用的e规格混凝土砌块需要旋转180^o，第二层一至十八排的排列顺序为第二层的一个循环，第二层其余排重复循环一至十八排的排列顺序即可；第二层混凝土砌块的排列方式直接决定着第三层混凝土砌块排列方式及质量，通过第二层的混凝土砌块的有序排列，第二层上端面有序的留有小卡槽，第二层第一排小卡槽1与第二层第三排小卡槽3分别对应，第二层第二排小卡槽2与第二层第四排小卡槽4分别对应，第三层第一循环采用十五根b规格混凝土砌块纵向交错卡在第二层上，奇数列混凝土砌块前后端凸头分别卡在第二层第一、三排的卡槽里，偶数列混凝土砌块前后端凸头分别卡在第二层第二、四排的卡槽里，这样就完成第三层第一次循环，剩余第三层的排列由于第二层排列顺序的循环而循环进行；混凝土自锁实体墙第四层及以上数层重复第二、三层的施工工具即可，不在赘述。

工作面留巷30米后布置第一个测站16，然后依次布置5个测站16，测站间距50m，测站布置包括测站断面间距和监测测点的布置两部分。采用十字监测法监测围岩收敛变形，顶底板移近量采用顶板动态仪17进行量测，两帮移近量采用收敛计18量测；沿自锁实体墙宽度方向上布置三个液压枕19，中间的液压枕19位于墙体宽度方向的中心线上，另外两个液压枕19与中间位置的液压枕19的间距都为0.5m，通过这种方式布置液压枕19可以测出墙体不同部位的受力情况；在超前工作面支设临时加强支护单体支柱8时，在每组测站16位置处的每排3根单体支柱8上分别安装1个单体支柱压力监测仪20，每组测站16共计安装3个单体支柱压力监测仪20；在自锁实体墙沿空留巷监测断面上布置3~5个监测点，每个测点安装一个液压锚杆13(锚索14)应力测力计21，通过应力测力计21可以监测回采和留巷过程中锚杆13（锚索14）工作阻力的变化规律；超前工作面30m以外在每组测站16巷中位置钻一深孔，深度9m，直径32mm，在钻孔内安装1台顶板离层仪22，用于监测煤层与直接顶、直接顶与老顶、锚索锚固范围内的顶板离层情况。以上监测数据每天统计一次，最后对记录下来的数据绘制出图表并分析得出自锁实体墙的支护效果，为以后更好的提高自锁实体墙的整体支护强度和抗变形能力提供重要依据。

本实施例中a、b、c、d、e五种规格的混凝土砌块采用C30钢筋混凝土预制，混凝土砌块强度等级为C30。

本实施例中液压枕18采用YZ系列，其测量范围为0~500kN，油管长度不小于2m。

本实施例中单体支柱压力监测仪19采用YHY-60（B）d，量程为0~60Mpa的型号。

本实施例中锚索测力计20采用的型号为MJ-60，锚杆测力计20采用的型号为MJ-40。

本实施例中顶板离层仪22采用CLS-300本安型自动数字检测仪。

本发明通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。