一种复杂地质条件下石门揭煤的加强支护结构技术领域
本实用新型涉及揭煤技术，尤其是适用于地质条件较复杂、围岩不稳定的石门揭煤，具体为一种复杂地质条件下石门揭煤的加强支护结构。
背景技术
煤与瓦斯突出是煤层中所含的瓦斯在极短时间内突然抛向采掘空间的一种动力现象。煤与瓦斯突出一旦发生，将摧毁巷道设施、通风系统，使矿井内充满瓦斯与煤粉，造成瓦斯窒息，甚至可能会引发煤尘与瓦斯爆炸等严重后果。而煤与瓦斯突出极易在石门揭煤过程中发生。
石门揭煤是指石门从距突出煤层底（顶）板的最小法向距离5m开始到穿过煤层进入顶（底）板2m（最小法向距离）的整个过程。石门揭煤前须对煤层赋存条件进行超前探测，确定所揭煤层的准确位置、倾角、厚度及顶底板岩性与地质构造等，同时应编制揭煤的专项设计。目前石门揭煤技术主要有以下几种形式：
（1）煤层卸压技术：在煤层卸压方面，目前主要有水力割缝与水力冲孔等, 这些措施可有效降低地应力和瓦斯压力, 但同时也破坏了煤岩体完整性, 使其强度降低，甚至会在煤层中形成“瓦斯包”，成为潜在的危险源。
（2）金属骨架加固煤岩体：揭煤过程中，采用金属骨架对巷道进行加强支护，可较好地维持围岩稳定。因金属骨架和煤岩体之间没有粘结在一起，没有形成有机地结合体。当煤岩体发生变形时，金属骨架不能有效阻止煤岩体的变形，因此金属骨架抵抗煤岩体变形的效果不理想。
（3）注浆加固技术：向煤体中注浆，通过注浆可有效提高煤体的强度。注浆过程中，水泥砂浆仅会在钻孔裂隙中扩散，因地应力、瓦斯压力较大，致使煤体的裂隙开度小，浆体的扩散半径有限。因此通过注浆使煤体加固的范围有限；浆体流动过程中阻力大，注浆时所需的压力较高，因此也增大了作业的危险性与封孔的难度。
目前，石门揭煤技术主要集中在在煤体卸压与煤岩体加固方面，并取得了很好的效果。这些技术适用于地质条件较好，且矿井技术装备水平高的大中型矿井，但不适用于地质条件较复杂、矿井技术水平不高的小型矿井。
发明内容
本实用新型提供的一种复杂地质条件下石门揭煤的加强支护结构，其结构设计合理，支护效果好，能够保证施工安全。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种复杂地质条件下石门揭煤的加强支护结构，包括揭煤后形成的煤巷，煤巷的断面为梯形，煤巷的两侧设有棚腿，两侧棚腿的顶端通过顶梁连接形成棚支护，煤巷径向内设有多组棚支护；顶梁上还铺设有钢筋网，每组棚支护的棚腿之间、相邻棚支护的棚腿之间及顶梁之间均设置有撑木。
相邻两组棚支护之间的距离为0.5m；当地质构造很复杂、地应力较大时，为使煤巷巷道围岩稳定，可采取对棚支护的方式，即每组棚支护均采用双梁双腿进行加强支护。另外，当煤层底板为软底时，棚腿下部铺垫料石（300×250×200mm）进行穿鞋支护，以防止棚腿串入底板。
所述钢筋网的网格为50mm×50mm，相邻的钢筋网之间通过铁丝扭结固定，通过钢筋网确保煤巷内的安全，防止煤块掉落伤人。
所述棚腿的一侧为煤体，棚腿与煤体之间还设有多个木板，用于防止松散的煤体垮落。
该结构还包括揭煤前存在的岩巷，岩巷的断面为半圆拱，岩巷的外围设置U型拱架，U型拱架外设有混凝土层，混凝土层上还设置有多根锚杆及锚索，锚杆及锚索交错排列，其一端固定在混凝土层中，另一端固定在岩巷旁边的煤体中。
所述岩巷的外围设置多组U型拱架，U型拱架之间的间距为0.8m。
本实用新型所提供的结构，在揭煤过程中，把揭煤前的岩巷加强支护与揭煤后煤巷的加强支护有机地结合起来。根据石门在岩层、煤层中围岩稳定性不同的特点，采取在岩层、煤层中施工不同的断面形状及采取不同的支护形式，从而保证石门的稳定性。
传统的石门揭煤技术适用于地质条件较好，且矿井技术装备水平高的大中型矿井。但在地质构造较复杂、矿井技术水平较低的小型矿井，如仍采用这些技术，将出现揭煤成本较高、揭煤效果不理想等情况。采用本实用新型中的支护结构，支护效果好，能够保证施工安全，及结构稳定。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
1、煤巷；2、棚腿；3、顶梁；4、钢筋网；5、撑木；6、木板；7、岩巷；8、U型拱架； 9、混凝土层；10、锚杆；11、锚索；
具体实施方式
下面结合实施例及附图来进一步说明本实用新型，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
如图1所示，一种复杂地质条件下石门揭煤的加强支护结构，包括揭煤后形成的煤巷1，煤巷1的断面为梯形，煤巷1的两侧设有棚腿2，两侧棚腿2的顶端通过顶梁3连接形成棚支护，煤巷1径向内设有多组棚支护；顶梁3上还铺设有钢筋网4，每组棚支护的棚腿之间、相邻棚支护的棚腿之间及顶梁之间均设置有撑木5。
进一步的，相邻两组棚支护之间的距离为0.5m。
进一步的，所述钢筋网4的网格为50mm×50mm，相邻的钢筋网之间通过铁丝扭结固定。
进一步的，所述棚腿2的一侧为煤体，棚腿2与煤体之间还设有多个木板6，其厚度为2-4cm。
实施例2：
如图2所示，一种复杂地质条件下石门揭煤的加强支护结构，该结构还包括揭煤前存在的岩巷7，岩巷7的断面为半圆拱，岩巷7的外围设置U型拱架8，U型拱架8外喷有混凝土层9，混凝土层9上还设置有多根锚杆10及锚索11，锚杆10及锚索11交错排列，其一端固定在混凝土层中，另一端固定在岩巷旁边的岩体中。所述锚杆长为1.8m，锚索长为6m。
所述岩巷7的外围设置多组U型拱架8，U型拱架8之间的间距为0.8m。
采用上述支护结构进行石门揭煤，把揭煤前的岩巷加强支护与揭煤后煤巷的加强支护有机地结合起来，能狗确保施工安全及石门的稳定。