[發明專利]一種破碎頂板冒落區注漿充填方法

有效

• 申請號: 201410036236.0
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103758567A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 江寧;張新國;郭惟嘉;陳紹杰;常西坤;張士川;張保良;陳軍濤;李楊楊;孫熙震;王海龍;趙金海;路暢;畢成;尚曉龍;張濤
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F15/06
• 分類號: E21F15/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種煤礦充填方法，尤其涉及一種破碎頂板冒落區注漿充填方法。

背景技術

目前，我國應用較為廣泛的煤礦充填技術，主要有膏體充填技術、似膏體充填技術、高水充填技術、超高水充填技術、矸石充填技術等，以上充填技術都是在頂板完整條件下進行充填，在充填的同時必須保證有一定的充填時間和空間。雖然上述充填技術已經形成較為完備的系統與工藝，但是上述各種充填方式均是在采空區頂板完整的前提下對采空區進行充填，對于破碎頂板煤層直接頂隨采隨冒，頂板控制困難，不適用與破碎頂板條件下的采空區充填。

針對我國“三下”壓煤嚴重，且破碎頂板煤層在我國煤炭儲量中占相當比例的現狀，設計研發“破碎頂板冒落區注漿充填系統”對于實現破碎頂板條件下采空區充填，解放“三下”壓煤具有重要意義。

我國煤炭形勢自2011年開始出現逐步下滑的趨勢，由此帶來了煤炭企業經濟效益變差，對充填成本的承受能力減弱，若進行全部充填，則充填量大、充填成本高。破碎頂板冒落區注漿充填作為部分充填的一種方式，可以在保證安全的前提下減少充填量，控制充填成本，對于擴大充填開采在煤礦中的應用具有重要的推動作用。

CN102444419A一種薄煤層破碎頂板拖管式充填系統公開了一種薄煤層破碎頂板托管式充填系統，其雖然實現了對破碎頂板條件下薄煤層采空區充填，但是其系統仍然存在部分缺陷，例如，其系統所述的高位充填鋼管只有在沿空留巷的前提下存在；充填漿體在泵壓作用下通過布置在采空區底板的充填管注入冒落矸石空隙，其注入高度有限，僅僅適用于薄煤層，對于厚及中厚煤層冒落帶高度大，僅靠布置在工作面底板上的充填管向冒落矸石空隙進行泵送其充填效果較差。因此有必要研制一種適用于薄、中厚及厚煤層的冒落區注漿充填系統。因此有必要研發一種適用于薄、中厚及厚煤層的冒落區注漿充填方法。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明針對破碎頂板煤層的特殊性-直接頂隨采隨冒，基本頂周期性斷裂，在工作面后方一定范圍內冒落巖石自由堆積，破碎巖石間空隙發育，并且基本頂與冒落巖石間空隙和基本頂各巖層間離層發育，設計一種將漿液充入破碎巖石空隙和巖層離層空間增大巖石殘余碎脹系數和占據了離層空間的冒落區注漿充填方法，及時充填破碎巖石空隙及上部基本頂與冒落帶間空隙，減少上覆巖層運動空間，控制上覆巖層運動減緩地表下沉。

本發明技術方案包括：

一種破碎頂板冒落區注漿充填方法，包括以下步驟：

a、首先在工作面順槽中布置工作面充填主管，工作面充填主管通過變徑兩通連接至高壓膠管，高壓膠管的另一端連接至工作面充填管，沿工作面充填管上并列連接若干個工作面充填支管，所述工作面充填支管固定在液壓支架上，隨液壓支架的移動而移動，所述工作面充填支管的充填口伸入到采空區，且沿煤層底板布置；

b、在注漿充填巷道布置充填巷道充填主管，所述注漿充填巷道布置在工作面上方，且其軸向平行于工作面推進方向，其在傾向上位于工作面傾向的中央，所述充填巷道充填主管上安裝變徑多通，變徑多通通過連接件連接至耐磨膠管，耐磨膠管通過連接件與套管相連，套管通過水泥漿與注漿鉆孔膠結在一起，所述注漿鉆孔間以一定角度呈扇形分布，且所述注漿鉆孔底部伸入冒落帶；

c、控制工作面充填主管及相應工作面充填管和工作面充填支管上的閥門，從煤層底板標高低的一側向煤層底板標高高的一側依次進行充填，且每根工作面充填支管所充填料漿量達到預計量時關閉相應閥門，進行下一根工作面充填支管的充填工作，直至所有工作面充填支管充填完畢；

d、控制充填巷道充填主管和相應耐磨膠管上的閥門，從煤層底板標高低的一側向煤層底板標高高的一側依次進行充填，且當注漿鉆孔注入漿液量達到設計量時關閉相應注漿鉆孔所連耐磨膠管上的閥門，并開啟下一注漿鉆孔所連耐磨膠管上的閥門，對下一注漿鉆孔繼續進行注漿充填，直至所有注漿鉆孔充填完畢，結束這一階段充填工作；

e、當工作面向前推進時，工作面充填管及工作面充填支管隨液壓支架一同向前推進，并且工作面充填支管進入新冒落巖石區域，并隨工作面推進及時拆卸工作面充填主管，并使其始終處于工作面前方適當距離，同時及時拆除充填巷道充填主管，并手動將耐磨膠管連接到下一預計位置處套管上，當工作面向前推進距離等于工作面充填支管在液壓支架后方長度時工作面停止推進；

f、重復步驟c-e，直至該工作面回采完畢。

作為本發明的一個優選方案，上述注漿充填巷道布置于工作面彎曲下沉帶中。

作為本發明的另一個優選方案，上述工作面充填支管上均布置有控制閥門、流量計和壓力計。