一种煤矿采空区巷道支护装置及其施工方法

摘要

本发明公开了一种煤矿采空区巷道支护装置，包括沿巷道周边轮廓线垂直于巷道周边轮廓线的平面设置的两个以上的钢管，两个以上钢管围成的区域内设置有两个以上与钢管垂直的钢支架，每个钢支架上设置两个以上锚栓孔，每个锚栓孔内均安装有锚栓，锚栓上依次穿有柔性模板和钢筋网，柔性模板内设置有混凝土，同一个钢支架上的相邻两个柔性模板相互连接。该支护装置支护结构强度高，稳定可靠。一种煤矿采空区巷道支护的施工方法，支护作业难度小，支护效果好，施工速度快，不用拆模，适应性强。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿支护技术领域，涉及一种煤矿采空区巷道支护装置及其 施工方法。

背景技术

过去我国煤矿因开采条件或生产技术等原因，在煤炭开采过程中留下大 量遗煤，有的煤矿因为无序开采，留下了大量的采空区。随着煤炭开采强度 加大，矿井兼并重组等需重新规划开采，或者因复采需要，不得不在采空区 掘进巷道，以进行煤炭开采。这些采空区形成的时间一般都较长，虽然采空 区大多处于基本填满状态，但仍然存在大量裂隙甚至未被完全充填的地段。 采空区围岩多松散破碎，自稳能力差，同时采空区的探测也非常困难，这些 都给矿井的巷道掘进及支护带来很大困难，因此采空区巷道支护也就成为这 些矿井所面临的一个重要难题。

现有的采空区巷道支护方法主要有架棚支护、料石砌碹、锚网喷支护及 注浆封闭与加固等，当遇到大范围采空区时，或采空区地质情况复杂，围岩 变形及矿山压力较大时，锚网索支护作业难度大、采空区垮落矸石及围岩不 稳定，支护效果不好，上述支护方式往往不能满足采空区巷道支护要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿采空区巷道支护装置，该支护装置支护 结构强度高，稳定可靠。

本发明的另一个目的在于提供一种煤矿采空区巷道支护的施工方法，该 施工方法支护作业难度小，支护效果好。

本发明所采用的技术方案是，一种煤矿采空区巷道支护装置，包括沿巷 道周边轮廓线垂直于巷道周边轮廓线的平面设置的两个以上的钢管，两个以 上钢管围成的区域内设置有两个以上与钢管垂直的钢支架，钢支架相互平行 且依次连接，每个钢支架分别与每个钢管连接，每个钢支架上设置两个以上 锚栓孔，每个锚栓孔内均安装有锚栓，锚栓上依次穿有柔性模板和钢筋网， 柔性模板内设置有混凝土，同一个钢支架上的相邻两个柔性模板相互连接。

本发明的特点还在于，

柔性模板为一次性可弯曲柔性模板，钢支架为U型钢支架。

钢支架和钢管通过卡子或铁丝连接，相邻两架钢支架通过拉杆连接。

同一个钢支架上的相邻两个柔性模板通过绑带相互连接。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种煤矿采空区巷道支护的施工方 法，采用一种煤矿采空区巷道支护装置，具体按照以下步骤实施：

步骤1，巷道进入采空区前5-10m时，架设钢支架，巷道掘进揭露采空 区前2m-3m时，在巷道周边轮廓线往采空区内打入钢管，钢管长度2m-6m；

步骤2，在钢管临时支护下开始掘进，每掘进0.5-1m，在钢管下架设一 架钢支架，钢支架上设置若干个锚栓孔，相邻两架钢支架连接，钢支架和钢 管连接；

步骤3，当掘进至距钢管的末端0.5-1m时，打设下一排钢管，两排钢管 搭接，然后固定两排钢管的搭接处；

步骤4，重复步骤2-步骤3，进行钢管的打设和钢支架的架设，直至穿 出采空区，当架设的钢支架总长度0.5-40m时，在钢支架上每个锚栓孔内安 装锚栓，将一次性可弯曲柔性模板挂设在锚栓上，一次性可弯曲柔性模板下 方用钢筋网配合托盘固定，将一次性可弯曲柔性模板与混凝土输送管灌注口 连接，将混凝土输送至一次性可弯曲柔性模板内充填密实，形成柔模混凝土 碹体，在柔模混凝土碹体表面喷射混凝土，进行找平、封闭。

本发明的特点还在于，

步骤1中钢管外插角3—15°，钢管的直径50-100mm，钢管的壁厚不小 于5mm，钢管的环向间距200-800mm。

步骤3中两排钢管搭接处通过卡子连接。

步骤4中锚栓的两端滚丝，锚栓的滚丝长度50-100mm，锚栓的直径不 小于18mm，相邻两个一次性可弯曲柔性模板通过设置在一次性可弯曲柔性 模板上的绑扎带连接，钢筋网得直径不小于6.5mm，钢筋网的网片搭接长度 不小于100mm，托盘长度及宽度均不小于150mm。

本发明的有益效果是：

1)对于地质条件复杂且采空区范围较大的，采用钢管作为一次临时支 护，可加固围岩，有效保障作业人员安全。

2)在钢管临时支护作用下，进行钢支架架设，安全可靠，可作为进一 步的临时支护。

3)采用钢支架悬吊一次性可弯曲柔性模板，作业空间大，不影响其他 大型设备施工，支模简单，采用泵注混凝土施工，速度快，一次成型，不用 拆模。

4)柔模混凝土碹体施工完后与钢支架，钢管等都作为永久支护，支护 强度高，采空区封闭严实，适合各种条件穿越采空区巷道支护。

附图说明

图1是本发明一种煤矿采空区巷道支护装置结构示意图；

图2是图1中1-1剖视图。

图中，1.钢管，2.钢支架，3.一次性可弯曲柔性模板，4.锚栓，5.柔模混 凝土碹体，6.钢筋网，7.混凝土。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种煤矿采空区巷道支护装置，如图1和图2所示，包括 沿巷道周边轮廓线8垂直于巷道周边轮廓线8的平面设置的两个以上的钢管 1，两个以上钢管1围成的区域内设置有两个以上与钢管1垂直的钢支架2， 钢支架2相互平行且依次连接，每个钢支架2分别与每个钢管1连接，每个 钢支架2上设置两个以上锚栓孔，每个锚栓孔内均安装有锚栓4，锚栓4上 依次穿有柔性模板3和钢筋网6，柔性模板3内设置有混凝土，同一个钢支 架2上的相邻两个柔性模板3相互连接；

柔性模板3为一次性可弯曲柔性模板，钢支架2为U型钢支架；

钢支架2和钢管1通过卡子或铁丝连接，相邻两架钢支架2通过拉杆连 接；

同一个钢支架2上的相邻两个柔性模板3通过绑带相互连接。

一种煤矿采空区巷道支护的施工方法，采用一种煤矿采空区巷道支护装 置，具体按照以下步骤实施：

步骤1，巷道进入采空区前5-10m时，架设钢支架2，巷道掘进揭露采 空区前2m-3m时，在巷道周边轮廓线8往采空区内打入钢管，钢管1长度 2m-6m，钢管1外插角3—15°，钢管1的直径50-100mm，钢管1的壁厚不 小于5mm，钢管1的环向间距200-800mm；

步骤2，在钢管1临时支护下开始掘进，每掘进0.5-1m，在钢管1下架 设一架钢支架2，相邻两架钢支架2通过拉杆连接，钢支架2和钢管1通过 卡子或铁丝连接；

步骤3，当掘进至距钢管1的末端0.5-1m时，打设下一排钢管1，两排 钢管1搭接，然后固定两排钢管1搭接处通过卡子连接；

步骤4，重复步骤2-步骤3，进行钢管1的打设和钢支架2的架设，直 至穿出采空区，如图1和2所示，当架设的钢支架2总长度0.5-40m时，在 钢支架2上每个锚栓孔内安装锚栓4，将一次性可弯曲柔性模板3挂设在锚 栓4上，一次性可弯曲柔性模板3下方用钢筋网6配合托盘固定，将一次性 可弯曲柔性模板3与混凝土输送管灌注口连接，将混凝土输送至一次性可弯 曲柔性模板3内充填密实，形成柔模混凝土碹体5，在柔模混凝土碹体5表 面喷射混凝土7，进行找平、封闭；

锚栓4的两端滚丝，锚栓4的滚丝长度50-100mm，锚栓4的直径不小 于18mm，相邻两个一次性可弯曲柔性模板3通过设置在一次性可弯曲柔性 模板3上的绑扎带连接，钢筋网6得直径不小于6.5mm，钢筋网6的网片搭 接长度不小于100mm，托盘长度及宽度均不小于150mm。