本发明涉及煤矿领域，尤其涉及一种一种用于切顶卸压沿空留巷的充填结构。
背景技术：
传统依靠煤柱支撑顶板来保护巷道会浪费大量的煤炭资源，并且大量的煤炭积累容易造成覆岩应力集中引发冲击地压等动力灾害，同时残余的煤炭还容易自燃发火引起煤尘瓦斯爆炸等严重的矿井事故，无煤柱开采技术可以减少巷道的掘进量，减少护巷煤柱的留设，增加资源回收率，同时还能有效解决上隅角瓦斯积聚问题，避免采空区煤柱自燃发火，有效降低矿井事故，因此，无煤柱开采技术势在必行。
沿空留巷是无煤柱开采领域的一项关键技术，沿空留巷技术主要是在工作面后方的采空区侧布置合理的巷旁支护体来隔绝采空区，实现无煤柱开采，改善采场周围应力分布。该技术要求巷旁支护体需要具有足够的支护强度来控制顶板的下沉、并能够对顶板进行及时切顶，同时又要具有一定的可缩性来适应顶板的运动，对覆岩进行一定的卸压，并且能够实现采空区侧的完全密封。为了保证巷道与采空区彻底隔绝、不串风且巷旁支柱有足够的支护强度，当前沿空留巷技术采取的主要措施是在采空区侧用槽钢加固巷帮，然后再向巷帮浇筑大量的混凝土形成充填体，利用充填体的作用来封闭采空区、支撑上覆岩层顶板，从而达到留设巷道的目的。然而充填体构筑过程中施工工艺复杂，且井下巷道充填系统与生产系统相互影响，留巷速度很慢；同时充填体的支护强度有限，充填体的上部无法及时让压，一旦损坏护巷性能大打折扣。
因此，现有无煤柱开采技术还有待于更进一步的改进和发展。
技术实现要素：
本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、操作便利的一种用于切顶卸压沿空留巷的充填结构。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于切顶卸压沿空留巷的充填结构，包括u型钢支柱，u型钢支柱底端插入预留巷道底板下方，u型钢支柱顶端与预留巷道顶板相固定，u型钢支柱有若干个且若干个u型钢支柱沿预留巷道的长度方向等间距设置；所述u型钢支柱远离煤帮的一侧设置有铁丝网，铁丝网顶端与预留巷道顶板相连接，铁丝网底端与预留巷道底板相连接；所述u型钢支柱靠近煤帮的一侧设置有填充箱体，填充箱体有若干个且若干个填充箱体沿预留巷道的长度方向依次首尾连接；填充箱体顶端与预留巷道顶板相接触，填充箱体底端与预留巷道底板相接触；填充箱体内填充有充填料；所述u型钢支柱上固定连接有拉杆，拉杆的长度方向与u型钢支柱的高度方向相垂直，拉杆的一端与u型钢支柱固定连接，拉杆的另一端穿过填充箱体后与限位件相连接。
进一步的，所述填充箱体的一侧设置有连接凹槽，填充箱体的另一侧设置有连接凸起，当若干个填充箱体沿预留巷道的长度方向依次首尾连接时，填充箱体的连接凸起与相邻填充箱体的连接凹槽插接。
进一步的，所述铁丝网为双层铁丝网。
进一步的，所述拉杆的一端与u型钢支柱通过卡缆相连接。
一种用于切顶卸压沿空留巷的充填结构的施工方法，包括以下步骤：
s1、在预留巷道的采空区两侧铺设双层铁丝网形成挡矸层，挡矸层上下两端分别与预留巷道顶端、底端相连接；
s2、在挡矸层靠近煤帮的一侧沿预留巷道的长度方向支设一排u型钢支柱，u型钢支柱底端插入预留巷道底端，u型钢支柱顶端与预留巷道顶端固定连接作为支撑层；
s3、在支撑层靠近煤帮的一侧沿预留巷道的长度方向设置一排填充箱体，填充箱体顶端、底端分别与预留巷道顶端、底端相接触；
s4、在u型钢支柱上通过卡缆与拉杆的一端相连接，拉杆的另一端穿过填充箱体后与限位件相连接；
s5、在填充箱体内注入充填料。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明通过采用u型钢支柱对预留巷道顶端、底端进行支撑，然后在u型钢支柱远离煤帮的一侧设置双层铁丝网作为挡矸层、在u型钢支柱靠近煤帮的一侧设置填充箱体，最后使用拉杆将u型钢支柱与填充箱体进行连接，使得其整体形成一个稳定的充填墙体，该充填墙体具有很高的抗变形能力和良好的密封效果；同时该充填墙体的施工工艺简单、能有效提高留巷密封速度，改善预留巷道内的作业环境，给采煤工作带来了便利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的右视结构图；
图3为充填袋的结构示意图；
图4为防倒拉杆的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1至图4所示，本实施例公开了一种用于切顶卸压沿空留巷的充填结构，其包括u型钢支柱1，u型钢支柱1底端插入预留巷道底板下方，u型钢支柱1顶端与预留巷道顶板相固定，u型钢支柱1有若干个且若干个u型钢支柱1沿预留巷道的长度方向等间距设置；所述u型钢支柱1远离煤帮的一侧设置有双层铁丝网2，双层铁丝网2顶端与预留巷道顶板相连接，双层铁丝网2底端与预留巷道底板相连接；所述u型钢支柱1靠近煤帮的一侧设置有填充箱体3，填充箱体3有若干个且若干个填充箱体3沿预留巷道的长度方向依次首尾连接；填充箱体3顶端与预留巷道顶板相接触，填充箱体3底端与预留巷道底板相接触；填充箱体3内填充有充填料；所述u型钢支柱1上固定连接有拉杆4，拉杆4的长度方向与u型钢支柱1的高度方向相垂直，拉杆4的一端与u型钢支柱1通过卡缆固定连接，拉杆4的另一端穿过填充箱体3后与限位件5相连接。
所述填充箱体3的一侧设置有连接凹槽302，填充箱体3的另一侧设置有连接凸起301，当若干个填充箱体3沿预留巷道的长度方向依次首尾连接时，填充箱体3的连接凸起301与相邻填充箱体3的连接凹槽302插接。
充填袋长度3300mm，宽450mm、高3600mm，两端采用“凹、凸”方式进行搭接，增强整体性。
充填材料选用无机可压缩充填材料，这种材料凝固后能有效阻断采空区；具有很高的抗变形能力，受压后墙体不会开裂；施工工艺简单，施工速度快，施工效果好，工人劳动强度低，大大节省人力，提高劳动效率；具有抗爆，防冲击的功能；属无机材料，不会燃烧，具有良好的耐火性。
防倒拉杆采用直径22mm钢筋制成，长520mm，一端与钢筋环连接，用于与挡矸柱槽钢拉杆连接。每个充填袋上布置8根防倒拉杆，间排距1000mm×1500mm。
采用矿用螺杆充填泵进行螺杆制浆配合充填系统施工墙体。
本发明的施工步骤如下：
s1、在预留巷道的采空区两侧铺设双层铁丝网2形成挡矸层，挡矸层上下两端分别与预留巷道顶端、底端相连接；
s2、在挡矸层靠近煤帮的一侧沿预留巷道的长度方向支设一排u型钢支柱1，u型钢支柱1底端插入预留巷道底端，u型钢支柱1顶端与预留巷道顶端固定连接作为支撑层；
s3、在支撑层靠近煤帮的一侧沿预留巷道的长度方向设置一排填充箱体3，填充箱体3顶端、底端分别与预留巷道顶端、底端相接触；
s4、在u型钢支柱1上通过卡缆与拉杆4的一端相连接，拉杆4的另一端穿过填充箱体3后与限位件5相连接；
s5、在填充箱体3内注入充填料。
本发明通过采用u型钢支柱对预留巷道顶端、底端进行支撑，然后在u型钢支柱远离煤帮的一侧设置双层铁丝网作为挡矸层、在u型钢支柱靠近煤帮的一侧设置填充箱体，最后使用拉杆将u型钢支柱与填充箱体进行连接，使得其整体形成一个稳定的充填墙体，该充填墙体具有很高的抗变形能力和良好的密封效果；同时该充填墙体的施工工艺简单、能有效提高留巷密封速度，改善预留巷道内的作业环境，给采煤工作带来了便利。
1.一种用于切顶卸压沿空留巷的充填结构，其特征在于：所述充填结构包括u型钢支柱，u型钢支柱底端插入预留巷道底板下方，u型钢支柱顶端与预留巷道顶板相固定，u型钢支柱有若干个且若干个u型钢支柱沿预留巷道的长度方向等间距设置；所述u型钢支柱远离煤帮的一侧设置有铁丝网，铁丝网顶端与预留巷道顶板相连接，铁丝网底端与预留巷道底板相连接；所述u型钢支柱靠近煤帮的一侧设置有填充箱体，填充箱体有若干个且若干个填充箱体沿预留巷道的长度方向依次首尾连接；填充箱体顶端与预留巷道顶板相接触，填充箱体底端与预留巷道底板相接触；填充箱体内填充有充填料；所述u型钢支柱上固定连接有拉杆，拉杆的长度方向与u型钢支柱的高度方向相垂直，拉杆的一端与u型钢支柱固定连接，拉杆的另一端穿过填充箱体后与限位件相连接。
2.如权利要求1所述的用于切顶卸压沿空留巷的充填结构，其特征在于：所述填充箱体的一侧设置有连接凹槽，填充箱体的另一侧设置有连接凸起，当若干个填充箱体沿预留巷道的长度方向依次首尾连接时，填充箱体的连接凸起与相邻填充箱体的连接凹槽插接。
3.如权利要求2所述的用于切顶卸压沿空留巷的充填结构，其特征在于：所述铁丝网为双层铁丝网。
4.如权利要求3所述的用于切顶卸压沿空留巷的充填结构，其特征在于：所述拉杆的一端与u型钢支柱通过卡缆相连接。
5.一种如权利要求4所述的用于切顶卸压沿空留巷的充填结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1、在预留巷道的采空区两侧铺设双层铁丝网形成挡矸层，挡矸层上下两端分别与预留巷道顶端、底端相连接；
s2、在挡矸层靠近煤帮的一侧沿预留巷道的长度方向支设一排u型钢支柱，u型钢支柱底端插入预留巷道底端，u型钢支柱顶端与预留巷道顶端固定连接作为支撑层；
s3、在支撑层靠近煤帮的一侧沿预留巷道的长度方向设置一排填充箱体，填充箱体顶端、底端分别与预留巷道顶端、底端相接触；
s4、在u型钢支柱上通过卡缆与拉杆的一端相连接，拉杆的另一端穿过填充箱体后与限位件相连接；
s5、在填充箱体内注入充填料。
技术总结