[發(fā)明專利]一種煤礦巷旁充填沿空留巷液壓劈裂切頂方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810069139.X
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108457651B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成;熊祖強(qiáng);袁策;王春
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/00;E21F15/04;E21C37/08
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;鄭園

本發(fā)明屬于沿空留巷切頂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦巷旁充填沿空留巷液壓劈裂切頂方法。本發(fā)明在采空區(qū)側(cè)安裝單體液壓支柱，保證切頂作業(yè)的安全，切頂后降低了填充體所受載荷；采用液壓劈裂器劈裂頂部煤石，可隨意設(shè)計劈裂長度和深度，靈活多變，而且避免了爆破方式所引發(fā)的安全隱患；同時，由于使用了不可壓縮液體作為切頂工作中的壓力傳遞介質(zhì)，實現(xiàn)了切頂工作的靜態(tài)可控性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沿空留巷切頂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦巷旁充填沿空留巷液壓劈裂切頂方法。

背景技術(shù)

在煤礦沿空留巷工程實施中，由于礦山壓力的作用，會在巷旁填充體上部頂板處形成具有一定寬度及高度的懸臂梁。隨著采煤工作面的推進(jìn)，該懸臂梁會產(chǎn)生斷裂、回轉(zhuǎn)、下沉，從而成為巷旁填充體的支撐載荷。但是當(dāng)頂板較厚且較為堅硬時，懸臂梁對巷旁填充體擾動較大，若不采取有效的措施進(jìn)行強(qiáng)制切頂，填充體可能會由于支撐荷載過大引發(fā)變形甚至產(chǎn)生破壞，進(jìn)而導(dǎo)致整個沿空留巷工程失敗。

目前針對沿空留巷工作面強(qiáng)制切頂?shù)拇胧┲饕潜疲热绻_號為104790954A的專利提出了一種巷旁充填沿空留巷切頂爆破卸壓方法，然而這種爆破切頂?shù)姆绞剿俣容^慢，而且需要停電、撤人，同時也存在瞎炮等安全隱患，而且由于巷旁充填沿空留巷工程進(jìn)行時需滯后于采煤工作面一定距離，在采空區(qū)爆破切頂?shù)陌踩[患尤為嚴(yán)重。因此研究安全、高效的切頂方法對煤礦沿空留巷工程的順利進(jìn)行有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明提出了一種一種煤礦巷旁充填沿空留巷液壓劈裂切頂方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種煤礦巷旁充填沿空留巷液壓劈裂切頂方法，它包含以下步驟：

步驟一：在煤層工作面的端頭支架前部鉆孔并安裝錨桿、錨索，煤層工作面采過煤后，在待填充區(qū)域的采空區(qū)一側(cè)安裝兩排單體液壓支柱，構(gòu)筑臨時支護(hù)；

步驟二：在待填充區(qū)內(nèi)安裝模板，使用制漿與輸送設(shè)備向模板內(nèi)輸送填充漿液，填充漿液凝固后形成填充體；

步驟三：在煤層工作面的端頭支架移架后，在填充體邊緣在采空區(qū)側(cè)的頂板內(nèi)打一排傾斜的劈裂孔，劈裂孔的間距、傾角、長度均相同；

步驟四：選定滯后采煤工作面一定距離的一個劈裂孔，在這個劈裂孔中安裝柱式劈裂器，柱式劈裂器柱頭均朝向采空區(qū)側(cè)；

步驟五：以步驟四中選定的劈裂孔為起點(diǎn)，按遠(yuǎn)離采煤工作面方向依次選定至少兩個劈裂孔，并對劈裂孔進(jìn)行柱式劈裂器的安裝，安裝在不同劈裂孔內(nèi)的柱式劈裂器之間采用并聯(lián)連接；

步驟六：啟動液壓源，通過液壓輸送管路向柱式劈裂器供液產(chǎn)生壓力，使柱式劈裂器柱頭對沿空留巷切頂層施加孔內(nèi)張力，從而使劈裂孔之間產(chǎn)生裂縫，裂縫不斷擴(kuò)大，最終使相鄰的劈裂孔之間實現(xiàn)貫通，劈裂頂板外層煤石；

步驟七：對柱式劈裂器卸壓，將柱式劈裂器安裝在劈裂孔中部，重復(fù)步驟一到六，劈裂頂板中層煤石；

步驟八：對柱式劈裂器卸壓，將柱式劈裂器安裝在劈裂孔下部，重復(fù)步驟一到六，劈裂頂板底層煤石；

步驟九：完成劈裂后，回收已劈裂區(qū)域內(nèi)的單體液壓支柱；

步驟十：重復(fù)步驟一到九，直至完成整個沿空留巷的頂板劈裂工程。

其中，步驟二中所述的模板可替換為充填柔性模袋。

步驟三中，劈裂孔與采空區(qū)側(cè)的頂板平面垂線夾角為15°～30°，相鄰劈裂孔的間距為0.6m～1m，孔深為6 m～8m，孔徑不小于90mm。

步驟四中，所述的滯后采煤工作面的距離范圍為15 m～20m。

步驟四中，同一劈裂孔內(nèi)可同時安裝1~3個柱式劈裂器，所述的柱式劈裂器之間采用串聯(lián)方式連接。