[发明专利]一种防治破碎煤岩体迎头冒漏结构及其施工方法

说明书

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及破碎煤岩体迎头技术领域，具体为一种防治破碎煤岩体迎头冒漏结构及其施工方法。其为了解决现有的预注粘结材料法和分断面小循环施工法存在缺陷的问题，具体结构如下：通过打设一排超前孔、超前钢管插入超前孔，通过超前钢管的另一端位于下一个开挖区的顶板上方的实体岩中形成超前钢管的第一支撑点，通过锚网、锚杆托住并压紧超前钢管的末端形成超前钢管的第一支撑点，超前钢管的两端通过两个支撑点固定托紧开挖区顶板，从而对开挖区的顶板实现在开挖前的临时超前支护，从而有效防治开挖后破碎煤岩体迎头冒漏，掘进完成后再对采空区的顶部永久支护，并进行护帮支护，形成巷道永久断面。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别涉及破碎煤岩体迎头技术领域，具体为一种防治破碎煤岩体迎头冒漏结构及其施工方法。

背景技术

掘进巷道过断层、陷落柱、火成岩侵入区、松软煤岩层、层状煤岩层、节理裂隙发育区、破碎带等破碎煤岩体时，常发生破碎煤岩体迎头冒漏。迎头冒漏严重威胁作业人员安全，处理冒漏又极具危险性，故需探索方便安全实用的防治施工方法。

针对迎头冒漏问题，现有的两种解决该问题的方法为：（1）预注粘结材料。具体施工方法为：在开挖下一循环范围前，超前预注马丽散或水泥水玻璃浆等粘结材料，粘结加固破碎岩体，提高围岩强度，改善应力状态，然后全断面开挖岩体，留住顶板并永久支护，这种方法虽可有效防治迎头冒漏，但该方法是前置于开挖的独立工序，需专用材料、设备和技术人员，成本高且操作工艺复杂，用时长；每1-2个循环须进行一次粘结加固，需频繁搬运材料和设备，影响进尺水平和效率提升；马丽散等高分子材料发热，使煤体升温氧化，局部易产生一氧化碳，从而易造成作业人员吸入一氧化碳影响身体健康。

（2）分断面小循环施工法。通过分断面和小循环进尺掘进，减小开挖后未支护的空顶面积，使冒漏程度减轻。其弊端是，很难阻止不冒漏，只是程度减轻而已；而且一个大循环分成多个小循环，每个小循环分成若干小断面，每个小断面施工都要重复开挖、支护等工序，占用工时，效率较低。

发明内容

本发明为了解决现有的预注粘结材料法和分断面小循环施工法存在上述缺陷的问题，故提供了一种新的防治破碎煤岩体迎头冒漏结构及其施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种防治破碎煤岩体迎头冒漏结构，包括在（从）准备开挖区的迎头断面的位于顶板下方位置向（朝）着下一个开挖区的顶板上方（顶板上方为实岩体）位置打设的一排沿巷宽均布的超前孔以及与超前孔相适配且其首端插入超前孔孔底中的超前钢管（从该处得知：每个超前钢管的首端也均位于下一个开挖区的顶板上方，每个超前孔的孔底端部均位于下一个开挖区的顶板上方的实体岩中，从而使得超前钢管的首端支撑于下一个开挖区的顶板上方，形成超前钢管的第一支撑点）、锚网、多个锚杆，每个超前钢管的末端外露于超前孔（即外露于迎头断面），锚网铺设于多个超前钢管的末端的圆周面的底部后锚杆垂直穿过锚网并锚固于顶板上方的实体岩内从而将多个超前钢管的末端均通过锚网、锚杆压紧，形成超前钢管的第二支撑点。

一种防治破碎煤岩体迎头冒漏的施工方法，包括如下步骤：1）在准备开挖区的迎头断面的顶板下方位置向（朝）着下一个开挖区的顶板上方位置打设一排沿巷宽均布的超前孔且每个超前孔的孔底端部均位于下一个开挖区的顶板上方的实体岩中；2）准备多个分别与超前孔数量、直径相适配的超前钢管且将其首端插入超前孔孔底中（从该处得知：每个超前钢管的首端也均位于下一个开挖区的顶板上方，从而使得超前钢管的首端支撑于下一个开挖区的顶板上方，形成超前钢管的第一支撑点），每个超前钢管的末端外露于超前孔；3）通过锚网将多个超前钢管的末端端部的圆周面的底部托住并采用多个锚杆将多个超前钢管的末端端部均压紧于锚网内，从而形成超前钢管的第二支撑点；4）掘进准备开挖区，掘进完成后形成采空区；5）对采空区进行顶部永久支护，并进行护帮支护。