[發明專利]用于采煤工作面破碎頂板的加固方法

有效

• 申請號: 201210361806.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102877858A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 涂敏;段昌晨;程樺;唐永志;付寶杰;張華磊;張向陽
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D21/00
• 代理公司: 安徽信拓律師事務所 34117
• 代理人: 婁爾玉

技術領域：

本發明涉及煤礦采煤工作面的安全技術操作領域，具體是應用于在采煤工作面復合型松軟破碎頂板的加固方法。

背景技術：

目前，復合型松軟破碎頂板嚴重威脅著工作面正常生產，多數大采高綜采工作面因為存在此類條件頂板，使得工作面在回采過程中，多次出現大面積漏頂事故，工作面被迫停產，嚴重影響采煤工作面安全高效生產。

而現有針對復合型松軟破碎頂板加固的方法，主要存在以下幾種處理方法：挑頂架棚做人工假頂，掛金屬網，注水泥砂漿、注化學漿（代表性漿液為聚亞胺膠酯材料，俗稱馬麗散）。但是上述方法，存在以下不足：

⑴?挑頂架棚做人工假頂其勞動強度大，效率低，且工作面安全推過架棚段后，若采煤工作面再次漏頂又得重新挑頂架棚，施工周期長，影響生產，安全性差；

⑵?掛金屬網及注水泥砂漿對于膠結程度差，頂板較破碎時，水泥砂漿大部分進入巖層裂隙中，導致注漿時間太長，另外水泥砂漿的凝固時間相對較長，不能及時加固頂板，導致加固效果不理想，甚至加固失敗；

⑶?注化學漿常用馬麗散作為加固材料，此種方法是目前比較新穎、高效的控制破碎頂板的方法，因其具有安全、黏度低，黏合力強，柔韌性好，可提高煤巖支撐力，機械阻力高等優點而被多數礦井作為處理工作面片幫及漏頂事故的首選，然而此種方法成本較高，且對于采高較大，冒頂區域大，頂板較破碎的工作面，單靠注馬麗散是無法解決漏頂事故發生的。

中國專利申請號201110457707.1，公開一種薄煤層托管式充填系統，利用布置在工作面上的充填主管、高位充填鋼管、高壓膠管和多根充填管構成，但是此結構施工復雜，成本較高。中國專利申請號201110282904.4，公開了一種巷道迎頭極破碎頂板控制方法，通過在巷道掘進迎頭布置錨桿支護鉆孔，然后在最外一排垂直鉆孔中安裝自鉆普通錨桿配合鋼筋帶臨時護頂，最后在其余排傾斜鉆孔中安裝自鉆注漿錨桿向前方破碎頂板中進行注漿來實現目的。但此種方法并不適合采煤工作面的回采。

為了解決上述問題，減小復合型松軟破碎頂板對工作面安全生產的威脅已成為當務之急，克服上述方法存在的不足，特提出了一種采煤工作面破碎頂板的加固方法。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種用于采煤工作面破碎頂板的加固方法，特別在大采高綜采工作面復合型松軟破碎頂板中，其加固效果明顯，能最大程度的避免端面漏冒及煤壁片幫事故的發生。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

用于采煤工作面破碎頂板的加固方法，其步驟特征在于：

第一步：依據采煤工作面具體的地質條件，在煤層頂板破碎區域或異常帶邊緣，沿平行于采煤工作面方向施工一條措施巷道，所述措施巷道沿挑煤層頂板掘進，其斷面要適中，支護可靠即可；

所述措施巷道位于采煤工作面軌道順槽和采煤工作面運輸順槽之間。

第二步：措施巷道貫通后及時施工調節風窗，然后在采煤工作面軌道順槽中，在高于煤層頂板法向距離200～500mm范圍內，沿平行于采煤工作面方向施工鉆孔，孔間距500～1000mm之間，其距頂板的法向距離和孔間距依據具體的工程地質條件而定，鉆孔數量要布滿整個受漏頂威脅的區域；

同時，在措施巷道中，在高于煤層頂板法向距離500～1000mm范圍內且沿垂直于采煤工作面方向施工鉆孔，孔間距500～1000mm之間，其鉆孔深度和數量依據煤層頂板破碎區域的范圍和破碎情況而定；

所述鉆孔期間每個鉆孔施工完以后要及時裝入注漿管，并將與孔深一致的鋼絲繩裝入鉆孔內，封孔并裝上注漿連接件。

第三步：連接好注漿管路，將水泥漿液攪勻，啟動注漿泵，往鉆孔中注水泥漿液，直到注漿壓力穩定一段時間或有跑漿現象發生時停止注漿。

若頂板條件較差，可在上述的鉆孔之間補打若干注漿孔，向頂板破碎區域注化學漿液（馬麗散或固瑞特等加固劑）達到輔助加固圍巖的目的。

本發明方法中所述鋼絲繩選由礦用Φ15.5mm、廢舊鋼絲繩構成或用普通礦用Φ15.24mm錨索代替，其長度和截面直徑要與鉆孔深度和孔徑配套。

所述水泥型號選用適宜，強度要高，保證注漿后的凝結時間和與圍巖體的凝結強度。

所述化學注漿材料選用馬麗散或其他圍巖注漿加固材料。

在上述方法中需要鉆機、注漿泵各一臺以及攪拌桶和注漿管路，吸管，密封設備等。所述注漿管每3m一根，注漿管一端為外螺紋結構，一端為內螺紋結構，兩注漿管直接通過內外螺紋裝配，準備數根。