工作面，本工作面辅运巷和下工作面运输巷同时掘进，在巷道掘进期间已布置联络巷；而对于单巷掘进(本工作面辅运巷和下工作面运输巷分别单独掘进)的工作面，在两条巷道掘进完成后，需要从工作面开切眼位置向工作面推进方向每间隔50m布置联络巷。联络巷19宽度3?4m，高度与回采巷道高度相同。
[0049]—种强力顶板支护墩柱随回采工作面推进构筑的具体方法如下:
[0050]A.在工作面后方，由下工作面运输巷15经联络巷19将构筑袋运至本工作面辅运巷13;用吊钩7将构筑带悬挂到辅运巷顶板21的钢筋网上，在构筑带顶板放置4根方木10，调整吊钩下方吊带8的高度，使构筑带底部刚好接触底板22、构筑袋与底板保持垂直；若墩柱构筑区域底板不平整，可在底板先行铺设混凝土，将底板整理平整。
[0051 ] B.通过输送管路经构筑袋上部注料口 9将混凝土浆料灌入构筑带内。墩柱构筑要紧跟工作面推进进行，具体要求墩柱距离工作面液压支架16尾端的距离不得大于5m。当构筑的墩柱超过某一个联络巷后，及时在联络19中建造密封墙20将联络巷封闭。
[0052]C.混凝土可以在井上加工运至输送地点通过矿用混凝土输送栗进行输送，也可以在运输巷内加工进行输送。要求选用的混凝土输送栗的输送能力要能满足墩柱的构筑速度，混凝土输送压力不小于5MPa，如HBMD30/13-90S型矿用混凝土输送栗。
[0053]D.墩柱中心距离区段煤柱边缘的距离为0.2?1.0m,具体根据顶板和底板情况确定位置。相邻两个墩柱之间的中心距离L为5?20m，具体通过监测墩柱的压力变化进行调整。
[0054]E.墩柱压力变化通过压力盒进行测量，如GH型振弦式压力盒。当需要监测某一墩柱的压力时，需要在墩柱构筑位置底板先行铺设混凝土，然后将压力盒预先埋设在靠近墩柱中心的位置；通过电信号转变可以直接读取墩柱压力，通过电缆将监视器布置在下工作面运输巷内，这样可以实时安全的监测墩柱压力。监测时，当压力数值出现大幅度的降低时，如压力降低大于50%，表明墩柱已经破坏，在后续作业中可以适当减小墩柱间距L ;若墩柱压力一直处于上升或保持不变，表明墩柱处于稳定状态，后续墩柱构筑作业中可以适当增大墩柱间距L ;通过多次调整，可以确定墩柱的合理间距:既保证墩柱不会发生破坏，又使墩柱之间的距离最大，从而达到减小经济投入的效果。
【主权项】
1.一种强力顶板支护墩柱，其特征是:该强力顶板支护墩柱，由墩柱成型结构、吊带、固定吊钩、方木和袋内充填材料构成；墩柱成型结构上部外壁上有注料口 ；墩柱成型结构的内袋顶部设置6个直径3cm的圆形通气孔，通气孔供充填材料时排除袋内空气；在墩柱成型结构的外袋顶部等间距布置4个钢制固定吊钩，固定吊钩通过高度可以调整的吊带与外袋相连，供充填前将构筑带吊在顶板钢筋网下；墩柱成型结构上部外壁上有注料口，注料口为圆柱状，直径0.2m。2.根据权利要求1所述的一种强力顶板支护墩柱，其特征是:所述的墩柱成型结构即构筑袋包括:内袋、外袋、底座袋、铸铁底座和增加墩柱强度的圆形钢箍；在内袋与外袋之间每间隔0.2?0.4m布置圆形钢箍，通过钢箍上下的缝合线将其固定；内袋和外袋在顶部也缝合；在内袋底部设有铸铁底座，底座内径与内袋直径相同，并与内袋底部粘结，通过底座袋将铸铁底座包裹缝合在内袋底部；内袋顶部设置6个直径3cm的圆形通气孔，通气孔供充填混凝土时排除袋内空气；在外袋顶部等间距布置4个钢制吊钩，吊钩通过高度可以调整的吊带与外袋相连，供充填前将构筑袋悬吊在顶板钢筋网下；在巷道顶板与充填带顶部设有方木，方木厚度0.2?0.3m，提供支护过程中的让压作用。3.根据权利要求1或2所述的一种强力顶板支护墩柱，其特征是:所述的内袋、外袋、底座袋由强力帆布制作；内袋为圆柱状，上下封口，直径为巷道高度的0.2?0.3倍，内袋直径D = (0.2?0.3)h，但不小于0.4m，内袋高度H比巷道高度h小0.2?0.3m ;外袋为圆筒状，上封口，下不封口，直径比内袋大2?4cm，高度与内袋相同。4.根据权利要求2所述的一种强力顶板支护墩柱，其特征是:所述的圆形钢箍由厚度2?3mm的钢带制作，钢带宽4?6cm，焊接成圆形，直径与内袋直径相同，通过钢箍上下的缝合线固定在内袋与外袋之间，相邻钢箍间隔0.2?0.3m。5.根据权利要求1所述的一种强力顶板支护墩柱，其特征是:所述的铸铁底座内径与内袋直径相同，并与内袋底部粘结，通过底座袋将其包裹缝合在内袋底部。6.根据权利要求1所述的一种强力顶板支护墩柱，其特征是:所述的充填材料为混凝土，根据强度要求调整混凝土中石子、黄沙和水泥的配比。混凝土中添加速凝剂和膨胀剂，保证混凝土凝固时间在6?8小时之内，混凝土凝固时墩柱有3?5%的膨胀率，混凝土充填时需提供3?5MPa的充填压力，在充填时确保方木完全接触顶板，这样可以给顶板提供3?5MPa的初始支撑力。7.权利要求1所述的一种强力顶板支护墩柱用于保护区段煤柱的方法，其特征是:强力顶板支护墩柱用于区段煤柱保护时，随工作面推进，在工作面支架后方构筑强力顶板支护墩柱，具体步骤为: (A)在区段煤柱内每间隔50m开掘一个宽度3?4m，高度与回采巷道高度相同的联络巷，将本工作面辅运巷和下工作面运输巷连通； (B)在工作面后方，由下工作面运输巷经联络巷将构筑袋运至工作面液压支架后方，用吊钩将构筑带悬挂到巷道顶板的钢筋网上，在构筑带顶部放置4根方木，调整吊钩下方吊带的高度，使构筑带底部铸铁底座刚好接触底板、构筑袋与底板保持垂直；若强力墩柱构筑区域底板不平整，可在底板先行铺设混凝土，将底板整理平整； (C)通过输送管路将加工好的混凝土浆料经构筑袋上部注料口灌入构筑带内。混凝土采用添加速凝剂的速凝混凝土，通过调整速凝剂的含量保证混凝土凝固时间在6?8小时之内；通过调整混凝土内膨胀剂的含量，确保混凝土凝固时，墩柱有3?5%的膨胀率；墩柱构筑要紧跟工作面推进进行，具体要求墩柱距离工作面液压支架尾端的距离不得大于5m ;当构筑的墩柱超过某一个联络巷后，及时在该联络中建造密封墙将联络巷封闭； (D)墩柱中心距离区段煤柱边缘的距离为0.2?1.0m，具体根据顶底板情况确定；相邻两个墩柱之间的中心距离为5?20m，具体通过监测墩柱的压力变化进行调整； (E)墩柱压力变化通过压力盒进行测量，当需要监测某一墩柱的压力时，需要在墩柱构筑位置底板先行铺设混凝土，然后将压力盒预先埋设在靠近墩柱中心的位置；通过压力盒的电信号转变可以直接读取墩柱压力，可通过电缆将监视器布置在下工作面巷道内，这样可以实时安全的监测墩柱压力；监测时，当压力数值出现大幅度的降低时，如压力降低大于50%，表明墩柱已经破坏，在后续作业中可以适当减小墩柱间距；若墩柱压力一直处于上升或保持不变，表明墩柱处于稳定状态，后续墩柱构筑作业中可以适当增大墩柱间距；通过多次调整，可以确定墩柱的合理间距:既保证墩柱不会发生破坏，又使相邻两墩柱之间的距离最大，减小经济投入。
【专利摘要】一种强力顶板支护墩柱和用于保护区段煤柱的方法，属于煤矿井下顶板支护方法。强力顶板支护墩柱，其呈圆柱体结构，由墩柱成型结构的内袋、外袋、底座袋和铸铁底座，增加墩柱强度的圆形钢箍，构筑袋悬挂固定吊钩和调高吊带，构筑袋上部方木，袋内充填材料构成；构筑袋上部外壁上有注料口，充填料为加入速凝剂和膨胀剂的混凝土。本发明还提供了一种强力顶板支护墩柱的构筑方法，强力顶板支护墩柱用于区段煤柱保护时，随工作面推进，在工作面支架后方构筑强力顶板支护墩柱。优点：本发明具有结构简单，支护强度高，能提供主动支护力，让压性能好，构筑方便,不需回收等优点，特别适合用在采空区侧保护区段煤柱，也可用于煤矿其他区域的顶板支护。
【IPC分类】E21D15/02
【公开号】CN105019924
【申请号】CN201510459143
【发明人】白庆升, 屠世浩
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月30日