[發明專利]一種用于煤礦井下錨桿錨索巷道抑制頂板變形的方法

無效

• 申請號: 201010217631.0
• 申請日: 2010-07-06
• 公開（公告）號: CN101886546A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 孫洪峰;劉國鋒;王德民;丘其祥;陶松利;石海東;田占東
• 申請（專利權）人: 鐵法煤業(集團)有限責任公司大興煤礦
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 張述學

技術領域：

本發明屬于一種抑制煤礦井下巷道頂板變形的方法，特別是一種利用鉆孔技術抑制頂板的變形的方法。

背景技術

在長期的煤礦開采過程中，巷道支護是礦井生產最重要的工作之一，是提高生產效率和礦井安全正常生產的基本保障，由于采煤技術的不斷提高和開采強度的加大、巷道斷面加大，促使掘進巷道速度加快以適應機械化的快速回采工作，從以前的金屬棚架支護發展到現在的錨桿錨索支護，支護形式發生重大改變，錨桿錨索支護大大提高掘進巷道速度，減輕工人的勞動強度，不足之處是在使用錨桿錨索支護過程中不同程度的出現頂板變形情況，以及由于變形嚴重等原因造成頂板冒落事故的發生。

因為當圍巖不穩定時頂板就會出現變形嚴重現象，如復合層圍巖，斷層破碎帶，大斷面硐室三角點等，都會出現錨桿折斷頻繁、頂板圍巖發酥、錨桿托盤陷入頂板，錨索崩斷、退鎖、抽簽，金屬網脹破，片、塊崩落，頂板兜貨嚴重等，在頂板變形過程中，巷道從未開掘前的平衡狀態到開掘后的圍巖應力進行的壓力二次分布狀態，錨桿錨索不能約束其沿軸向巖層膨脹和垂直于軸向的巖層剪切錯動，不能約束巷道圍巖的破碎區、塑性區、彈性區，促使圍巖臨空變形和移動，由于圍巖內部存在減速加速變形階段，巷道表面存在高應力腐蝕，片、塊崩落，結構失穩，反應巷道處于非穩定狀態，圍巖深處已發生顯著塑性大變形，強度的衰減隨變形而加劇，內部的微觀細觀節理和裂隙進一步發生擴容、擴展，其中多數互相切割、貫通，圍巖內部巖層層面間發生強烈剪切和往復搓動，若任其發展，頂板則有垮落后果。

針對上述情況，目前一般采取以下方法：①補打錨桿錨索，增加巷道支護強度。②架設金屬棚。二種方法在實踐中成本高，投入大，工序復雜。

發明內容

本發明的目的是根據已有技術存在的問題，提供一種鉆孔技術方法，工藝簡單，操作方便，基本不增加設備，節省人員，成本低，使頂板較深處圍巖內部能量得到釋放，高集中應力點發生轉移，從而達到抑制頂板變形過快的目的。增強巷道安全穩定性。

本發明提供的技術方案如下：巷道頂板使用錨桿錨索支護后，對頂板進行跟蹤鉆孔，鉆孔位置以錨桿、錨索為中心的半徑0.2-0.3米處開始布置展開，鉆孔孔間距離0.4-0.8米；鉆孔深度距離老頂1米處，這樣既不影響錨索的錨固強度又能有效的抑制頂板的變形；鉆孔角度與相鄰錨桿錨索平行；鉆孔直徑與錨索直徑相同。

上述對頂板進行跟蹤鉆孔作業時，巷道頂板無裂隙，成形好，平整，在對頂板打完錨桿、錨索后50米開始進行滯后跟蹤鉆孔。

上述對頂板進行跟蹤鉆孔作業時，巷道頂板成形不好，頂板有裂隙，不平整，在對頂板打完錨桿、錨索后立即進行跟蹤鉆孔。

本發明的優點：采用巷道使用錨桿錨索支護后對頂板進行跟蹤鉆孔，以分解和削弱由巷道從平衡狀態到壓力的二次分布狀態給頂板帶來的壓力，增強頂板抗壓能力，最大限度的抑制頂板變形，降低頂板冒落的機率，增強巷道安全穩定性。該方法不需新增設備，不需另設管線，操作簡單，延長巷道使用期限，減少巷道維修次數及維修費用，減少支護材料的后期投入，降低人工成本，具有良好的推廣價值。本方法適用于砂巖頂板、復合層頂板、煤頂板的巷道。

附圖說明

圖1是本發明的巷道斷面結構示意圖。

圖2是巷道頂板支護狀態及鉆孔布置示意圖。

具體實施方式

見圖1、2，本發明提供的方法根據巷道頂板巖石特性，確定兩種具體實施方式：

實施方式1

砂巖頂板巷道頂板無裂隙，成形好，平整。在掘進作業時，在對頂板打完錨桿1、錨索2后50米開始進行滯后跟蹤鉆孔，這樣不影響工作面的正常掘進速度，隨著掘進設備的前行，鉆孔作業隨后進行。鉆孔3深度要超過偽頂、直接頂，距離老頂1米處，這樣既不影響錨索的錨固強度又能有效的抑制頂板的變形，鉆孔3的布置以錨桿1、錨索2為中心，半徑N為0.2-0.3米處開始展開，孔間距離L為0.8米。鉆孔角度與相鄰錨桿錨索平行。鉆孔直徑與錨索直徑相同。

實施方式2

復合層頂板與煤頂板成形不好，頂板有裂隙，不平整，在掘進作業時，在對頂板打完錨桿1、錨索2后立即進行跟蹤鉆孔，鉆孔3深度要距離老頂1米處，鉆孔3的布置以錨桿1、錨索2為中心，半徑N為0.2米處開始展開，孔間距離L為0.4米。鉆孔角度與相鄰錨桿錨索平行。鉆孔直徑與錨索2直徑相同。