[發明專利]采場破碎頂板快速維護方法

有效

• 申請號: 201110204725.9
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN102296974A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 潘立友;劉兆明;蔡世忠;劉秉明;陳友武
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21D19/06
• 分類號: E21D19/06;E21D20/02;E21D21/00;E21B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于礦山開采技術領域。

背景技術

礦山開采頂板事故是礦山重大災害事故之一，隨著開采深度增加、大采高開采技術的應用，開采過程中經常出現頂板破碎現象，造成局部或大面積冒頂事故，不但影響生產，而且造成安全隱患。我國煤礦常見頂板事故，包括回采工作面設備安裝及推進過程中的頂板事故，掘進工作面推進過程中的頂板事故及巷道維修過程中的事故三個部分。目前該類事故的防治與常規的防治方法基本相同，主要采取人工填充、臨時支護措施。隨著開采深度增加、大采高開采機械化的推廣應用，這些常規措施在具體實施過程中，由于存在操作困難、危險性難以控制等缺陷，造成設備停機時間長，冒頂處理不及時，往往誘發二次災害，導致頂板控制的惡性循環，且容易發生大范圍的頂板事故，造成重大的損失。當采場存在異常高應力區和復雜構造時，頂板冒落采用目前的方法難以實現有效控制，造成支護材料浪費和人工消耗。因此多構造、高應力(原巖應力達到20Mp時)、大埋深(大于800米時)條件下的破碎頂板控制需要發明一些快速、有效的技術方法，發明一種對破碎頂板及時、快速、有效的維護方法具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是針對目前深部開采多構造、高應力區域破碎頂板控制存在的防范不及時、效果不到位的重大不足，提出一種新的、具有及時、快速的對破碎頂板進行維護的有效方法。

本發明的技術方案是：

第一步：設計維護采場破碎頂板的錨桿鉆孔

當工作面開采過程中，出現頂板裂隙發育、小范圍破碎、壓力顯現擴展趨勢明顯的區域時，每1.4m范圍內布置2個鉆孔，鉆孔間距控制在0.9-1.0m，預鉆深度為1.0-3.mm；

第二步：自鉆式錨桿配合鋼筋帶護頂

先用普通錨桿鉆具在預鉆鉆孔上進行錨桿深度探測，當鉆具鉆進到一定深度鉆進較困難時，說明鉆孔進入完整巖層，即為有效深度；

當頂板破碎范圍跨度小于100米、深度小于15米，選取與有效深度相匹配長度的自鉆錨桿作為支護錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆錨桿進行鉆進，達到錨桿長度后，停止鉆進，將鋼筋帶鋪設到頂板上，并使自鉆錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤，并擰緊螺母；

當頂板破碎范圍跨度大于100米、深度大于15米，特別是遇到構造時，選取與有效深度相匹配長度的自鉆注漿錨桿作為支護錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆注漿錨桿進行鉆進，達到錨桿長度后，停止鉆進，將鋼筋帶鋪設到頂板上，并使自鉆注漿錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤，并擰緊螺母；最后通過注漿連接裝置連接注漿泵，從自鉆注漿錨桿空心中向破碎頂板或斷層帶中注漿，加固破碎頂板。

本發明的積極效果是：1.通過在破碎頂板內安裝自鉆錨桿，并配合維護功能的鋼筋帶，對頂板起到主動維護作用，有效防止冒頂區域的擴展。2.通過注漿，加固了破碎頂板，提高了頂板巖層強度，對采場深部的破碎、裂隙巖體人為固化成完整巖層，為工作面的推進提供了安全保障。3.鋼筋帶具有封閉、承擔、使壓作用，對工作面端面頂板、巷道頂板處起到防護作用，對該空間內的工作人員起到防護作用。

附圖說明

下面結合附圖說明本發明的實施。

圖1是工作面破碎頂板區域鉆孔布置俯視圖；

圖2是錨桿深度探測示意圖；

圖3是自鉆注漿錨桿結構圖；

圖4是鋼筋帶結構圖。

圖中：1-鉆頭，2-連接裝置2，3-中孔鉆桿，4-止漿塞，5-墊板，6-螺母，7-注漿裝置。

具體實施方式

本發明方法步驟如下：

第一步：設計維護采場破碎頂板的錨桿鉆孔

當工作面開采過程中，出現頂板裂隙發育、小范圍破碎、壓力顯現擴展趨勢明顯的區域時，每1.4m范圍內布置2個鉆孔，鉆孔間距控制在0.9-1.0m，預鉆深度為1.0-3.mm。如圖1所示。

第二步：自鉆式錨桿配合鋼筋帶護頂

先用普通錨桿鉆具在預鉆鉆孔上進行錨桿深度探測，當鉆具鉆進到一定深度鉆進較困難時，說明鉆孔進入完整巖層，即為有效深度，見圖2。

當頂板破碎范圍跨度小于100米、深度小于15米時，選用與有效深度相匹配長度的自鉆式錨桿，將自鉆式錨桿安裝在配套的鉆具上，在設計的鉆孔位置進行鉆進，鉆到底后預留出尾端，然后將鋼筋帶鋪設到頂板上，并使尾端在鋼筋帶中露出，在尾端安裝上托盤，并擰緊螺母，鋼筋帶的結構見圖4。