[發明專利]一種利用高位鉆孔注漿控制多種煤礦開采災害的方法

在審

• 申請號: 201410521374.8
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104481540A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 任青山;艾德春;陳才賢;李健;劉鴻;劉永志;梁華杰;湯鑄;趙忠義
• 申請（專利權）人: 六盤水師范學院
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21B33/13;E21F7/00
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種煤炭開采領域，具體是一種利用高位鉆孔注漿控制多種煤礦開采災害的方法。

背景技術

我國高瓦斯礦井很多，且多數為井工開采，在煤炭井下采煤過程中，多數高瓦斯煤礦都遇到了工作面上隅角瓦斯超限、采空區火災和采空區地表沉陷的現象，嚴重制約著煤礦的高效開采，如何經濟高效的治理這些采礦過程中的危害是一個技術難題。

我國礦井“三下”壓煤量約140億噸，所述的“三下”指的是建筑物下、鐵路下和水體下采煤方法。其中建筑物下煤礦大約90億噸，如何合理的開采建筑物下的煤體、并且能較少地因地表沉降造成建筑物的損害，如何保證開采影響范圍內的建筑物和鐵路不致遭到破壞、開采范圍內的水體不致大量涌入井下而發生突水事故，如何減少開采對保護對象的有害影響，還沒有有效解決。

目前大多數方法是充填開采，大都因成本過高而不能推廣，并且此方法常常出現采空區瓦斯涌出、發生采空區火災危害、地表沉陷、工作面漏風等災害性問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種利用高位鉆孔注漿控制多種煤礦開采災害的方法，能夠降低采空區瓦斯涌出、降低采空區火災危害、控制地表沉陷、減少工作面漏風等災害性問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種利用高位鉆孔注漿控制多種煤礦開采災害的方法，包括以下步驟，

1）在采煤工作面回風巷順槽每隔50-60米開設一個鉆場，由鉆場向采空區上方的采空區裂隙帶區域定向打一排高位鉆孔；所述的高位鉆孔的終孔位置等高，終孔位置的高度在采空區裂隙帶的中下部、并且在垂直于回風巷順槽的一條直線上，相鄰孔尾之間的距離相等；

2）采用袋裝雙料馬麗散封孔袋固定瓦斯抽放管并注水泥漿的方法封住高位鉆孔，同時連接抽放管路，以抽取采空區裂隙帶內的瓦斯；

3）待采煤工作面回采至鉆場10-15米距離時，停止抽采瓦斯；

4）將高位鉆孔外的瓦斯抽放管切割掉，并利用礦用混凝土泵車依次向每個高位鉆孔內注入水泥水玻璃速凝材料，注漿壓力為3?Mpa?-5Mpa，每個高位鉆孔注漿結束后用棉紗堵住孔口；

5）待全部注漿結束后，清洗礦用混凝土泵車，并在采煤工作面回采至該鉆場時連接下一個鉆場內的高位鉆孔抽采裂隙帶的瓦斯，重復步驟1）、2）、3），繼續下一個循環的作業，直至該工作面回采結束，使采空區形成多個分割充填條帶。

所述的高位鉆孔的直徑為94mm或110mm，孔位間距為12-15m。

所述的填入高位鉆孔中的瓦斯抽放管的直徑為72-78mm。

所述的步驟4）中水泥的水灰比為1、水玻璃的波美度為39Be'、水泥水玻璃的體積比為1:1，初凝時間60s，終凝時間180s。

所述的每個高位鉆孔的總注漿量為5-10m3。

與現有的填充方法相比：本發明通過對高位鉆孔的重復利用，即可以利用高位鉆孔解決在采煤過程中采空區向工作面瓦斯涌出的問題，又可以對即將“報廢”的高位鉆孔加以利用，通過注入廉價的水泥、水玻璃材料，將采空區進行條帶灌漿充填，注漿材料從裂隙帶流出并向下部裂縫灌入且迅速凝固，能有效將鉆孔孔尾以下的裂隙帶和冒落袋中的裂縫進行有效的充填，通過數個高位鉆孔的注漿能將固結的巖體連接成一個條帶，對采空區起到分割作用；

既能減少漏風和采空區遺煤自燃發火向工作面涌出危險氣體的危害，又能減少地表的沉降，同時還能有效的減少上臨近層瓦斯通過采空區裂隙帶向工作面涌出，為一種經濟、高效、相對簡單的控制采礦危害的方法。

附圖說明

圖1是本發明結構主視圖；

圖2是本發明結構側視圖。

圖中：1、采煤工作面，2、鉆場，3、高位鉆孔，4、采空區，5、采空區冒落袋，6、采空區裂隙帶，7、進風巷，8、回風巷。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，以山西某煤礦工作面為例，該煤礦工作面長度為120米，煤層厚度為4.2米，采用“U”型通風方式，回采期間工作面上隅角瓦斯超限頻繁，同時伴隨采空區火災危害，地表沉降和地表裂縫現象明顯，圖中：采空區冒落帶5指的是采煤過后上部頂板石頭砸落下了的巖體部分，它和采空區裂隙帶6是照應的。