[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于沿空掘巷窄煤柱采空側(cè)靜態(tài)脹裂切頂卸壓法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711005252.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107701188B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝兵元;張鵬鵬;黃小朋;任興云;李志宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/18
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/18
• 代理公司: 太原倍智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種用于沿空掘巷窄煤柱采空側(cè)靜態(tài)脹裂切頂卸壓方法，所述方法首先是確定鉆孔位置及鉆孔相關(guān)參數(shù)間距、直徑、角度及深度；其次是鉆孔施工，并進(jìn)行封孔作業(yè)；再次進(jìn)行靜態(tài)脹裂劑漿液注漿，靜態(tài)脹裂切頂卸壓，最后是沿空巷道掘進(jìn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上區(qū)段工作面回采與下區(qū)段工作面順槽掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行，有效地緩解了礦井采掘銜接緊張問(wèn)題，巷旁切頂卸壓后，沿空掘巷圍巖應(yīng)力環(huán)境得到極大的改善，掘巷過(guò)程中及巷道形成后圍巖變形大大減小，巷道支護(hù)工程量小、返修率低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于沿空掘巷窄煤柱采空側(cè)靜態(tài)脹裂切頂卸壓方法，尤其是一種超前上區(qū)段工作面，在上區(qū)段工作面順槽內(nèi)靠近窄煤柱幫沿頂板軸向布置鉆孔并注入靜態(tài)脹裂劑對(duì)采空側(cè)基本頂懸臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，可有效緩解下區(qū)段工作面順槽沿空掘巷時(shí)圍巖應(yīng)力集中及圍巖變形控制難度大的方法。

背景技術(shù)

沿空掘巷是我煤礦回采巷道布置和維護(hù)的技術(shù)之一，即沿上區(qū)段工作面采空區(qū)邊緣留設(shè)3~10m窄煤柱掘進(jìn)下區(qū)段工作面順槽，留設(shè)窄煤柱具有提高煤炭資源回收率和隔絕采空區(qū)瓦斯及有毒有害氣體等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的沿空掘巷，需等上區(qū)段工作面回采完成4~6個(gè)月以上，等待覆巖運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，再沿采空區(qū)邊緣掘進(jìn)下區(qū)段工作面順槽，此種情況下，上區(qū)段工作面采空側(cè)基本頂?shù)膽冶劢Y(jié)構(gòu)會(huì)造成沿空掘進(jìn)巷道周邊圍巖應(yīng)力較大，巷道在服務(wù)年限內(nèi)圍巖變形量大、支護(hù)難度大等問(wèn)題。

隨著我國(guó)大力推廣“一井一面、高產(chǎn)高效”礦井，傳統(tǒng)的沿空掘巷方式勢(shì)必會(huì)造成采掘接替的緊張，當(dāng)?shù)V井采掘銜接相對(duì)緊張時(shí)，需在上區(qū)段工作面回采完成后馬上進(jìn)行下區(qū)段工作面順槽的掘進(jìn)，或者在上區(qū)段工作面回采的同時(shí)進(jìn)行下區(qū)段工作面順槽的掘進(jìn)，即下區(qū)段工作面順槽在上區(qū)段工作面回采動(dòng)壓影響下掘進(jìn)，由于受到相鄰工作面采空區(qū)基本頂斷裂后懸臂結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)、下沉變形影響，沿空巷道圍巖處于高應(yīng)力狀態(tài)且變形劇烈，巷道維護(hù)困難。

針對(duì)上述沿空掘巷圍巖變形嚴(yán)重、控制難度大的問(wèn)題，依靠傳統(tǒng)錨桿錨索對(duì)巷道加強(qiáng)支護(hù)無(wú)法有效控制圍巖變形，切斷采空區(qū)基本頂懸臂巖梁與沿空巷道頂板間的力學(xué)聯(lián)系，才能從根本減小沿空巷道圍巖應(yīng)力集中，從而提高沿空巷道圍巖的穩(wěn)定性。

在申請(qǐng)?zhí)枮?01210261392.8的“受動(dòng)壓影響的小煤柱沿空掘巷巷旁切頂卸壓方法”，申請(qǐng)?zhí)枮?01310167156.4的“一種留小煤柱沿空掘巷圍巖控制方法”，以上兩種專(zhuān)利均能夠?qū)崿F(xiàn)降低沿空巷道及窄煤柱的支承壓力及減小沿空巷道圍巖變形的目的，但現(xiàn)有技術(shù)不足之處為：①上述兩種方法均采用炸藥火力爆破，而火力爆破危險(xiǎn)性大，需要制定專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)措施，且其在高瓦斯礦井的使用具有嚴(yán)格的技術(shù)要求；②頂板情況良好時(shí)，超前工作面進(jìn)行切頂爆破，均未采取頂板加強(qiáng)支護(hù)措施，若超前爆破距離及爆破時(shí)機(jī)選擇不合適，則可能引起巷道內(nèi)頂板提前切落，造成頂板管理難度大；頂板較為破碎時(shí)，炮眼進(jìn)入采空區(qū)進(jìn)行爆破，采空區(qū)瓦斯?jié)舛却?，尤其是上隅角更容易發(fā)生瓦斯超限事故，若出現(xiàn)瞎炮時(shí)，處理難度大，將其遺留在采空區(qū)，將會(huì)給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)極大隱患。

在申請(qǐng)?zhí)枮?00910073961.4的“一種控制放頂護(hù)巷方法”，該專(zhuān)利中也提及采用化學(xué)膨脹劑脹裂劑致裂采空區(qū)懸頂?shù)拇蠛穸葓?jiān)硬巖石，但并未給出相應(yīng)布孔參數(shù)及具體施工工藝流程。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)主要采用火力爆破方式來(lái)切斷采空區(qū)基本頂懸臂結(jié)構(gòu)與沿空巷道頂板的聯(lián)系，而火供品的生產(chǎn)及使用國(guó)家有著嚴(yán)格的限制，在高瓦斯礦井使用則會(huì)存在安全隱患且有諸多限制；雖提及采用化學(xué)膨脹劑，但并未給出相應(yīng)布孔參數(shù)及具體施工工藝流程，因而提出一套用于沿空掘巷窄煤柱采空側(cè)靜態(tài)脹裂切頂卸壓方法及具體施工工藝流程，對(duì)完善窄煤柱沿空掘巷圍巖控制理論具有重要的理論及實(shí)踐意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種用于沿空掘巷窄煤柱采空側(cè)靜態(tài)脹裂切頂卸壓方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案。

一種用于沿空掘巷窄煤柱采空側(cè)靜態(tài)脹裂切頂卸壓方法，所述方法是按下列步驟進(jìn)行的：