[發(fā)明專利]一種上向漿柱法注漿接頂充填方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010630559.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111779534B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦華喆;余洋;陳新明;楊亦軒;陳峰賓;楊柳華;李振華;王金星;褚懷保;朱昌星;王云飛;任連偉;李震;杜峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00;E21F15/06;E21F17/00
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 姬莉

本發(fā)明公開了一種上向漿柱法注漿接頂充填方法，屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域。該充填方法的核心在于注漿位置位于煤層底板抽采巷道，在控制流動(dòng)范圍的基礎(chǔ)上，通過加入速凝劑或緩凝劑，利用料漿自身凝固與擴(kuò)散性能達(dá)到無管上向注漿的效果。本發(fā)明模擬火山噴發(fā)與堆積的過程，首次注漿料控制注漿量，在煤層底板擴(kuò)散凝結(jié)，首次注漿的最后幾分鐘不添加速凝劑，使得首次注漿堆積體中部為緩凝物料；為二次注漿提供通道；停泵1?60min后，進(jìn)行二次注漿。二次注漿料將在首層注漿料的上部堆積擴(kuò)散，并保持同樣的擴(kuò)散度；重復(fù)上述操作，料漿將形成分層逐步上升，通過上述操作過程達(dá)到了料漿充填高度在無模板的情況下自動(dòng)上升的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種上向漿柱法注漿接頂充填方法。

背景技術(shù)

目前煤礦充填法主要包括三個(gè)大類五個(gè)小類。三個(gè)大類分別為，1頂板離層注漿充填，2采空區(qū)固體充填，3采空區(qū)漿體充填。

頂板離層注漿是指從地面開鑿鉆孔至煤層頂板，煤礦開采后開成垮落帶、離層帶和彎曲下沉帶。通過向離層注漿可以控制地表塌陷。但是存在以下缺點(diǎn)，1如果煤礦埋深較大，則鉆孔深度大大增加，且需要以一定網(wǎng)度來布置鉆孔，投資巨大。2離層帶與垮落帶相連，向離層帶注漿必然導(dǎo)致流動(dòng)性較好的漿體在重力作用下向下流動(dòng)至垮落帶，因此注漿量無法控制，導(dǎo)致技術(shù)經(jīng)濟(jì)不可能。

采空區(qū)固體充填需要采用專門的固體充填支架將充入采空區(qū)的廢石或者煤矸石頂實(shí)壓密。該技術(shù)存在以下缺點(diǎn)，1廢石運(yùn)輸量大，且影響正常生產(chǎn)運(yùn)輸。2工作面需要停止推進(jìn)留下專門的廢石頂實(shí)壓密作業(yè)時(shí)間，影響生產(chǎn)；3固體充填未添置膠凝材料，本身強(qiáng)度較低，在上部幾百米厚巖層的巨大壓力下仍然會(huì)下沉，對(duì)地表的控制力較差。

采空區(qū)漿體充填是指向采空區(qū)注入含水泥的似混凝土材料以支撐頂板，主要包括袋式注漿充填和底板埋管膏體充填。袋式注漿充填是指在液壓支架后部懸掛囊袋作為混凝土模板，從支架頂部向囊袋內(nèi)注漿混凝土防止其四溢擴(kuò)散，待囊袋內(nèi)充填體凝固后，工作面向前推進(jìn)。底板膏體充填是指在工作面后部底板預(yù)埋好充填管道，等工作面堆進(jìn)一定距離后，通過管道向采空區(qū)注漿充填。上述兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。袋式充填接頂率好強(qiáng)度高，但是嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度，囊袋充滿需要時(shí)間，料漿凝固也需要時(shí)間；底板埋管膏體充填由于管道布置在底部，因此無法接頂，且要控制注漿液的流動(dòng)范圍，防止向工作面跑漿，因此效率較低，無法對(duì)頂板實(shí)施有效的支撐。

限制采空區(qū)充填的關(guān)鍵在于采空區(qū)內(nèi)部為松散破碎不穩(wěn)定巖體，鉆孔易塌孔、大塊松散巖石的移動(dòng)易導(dǎo)致注漿管斷裂而無法注漿，而無法采用傳統(tǒng)向巖體中鉆孔注漿的方式進(jìn)行接頂充填。

因此，本方法發(fā)明了一種在煤層底板相對(duì)穩(wěn)定位置開鑿注漿孔，通過速凝劑與緩凝劑的適時(shí)添加來控制充填材料的凝固性能和流動(dòng)性能，來使料漿自動(dòng)升高接頂且形成強(qiáng)度充填采空區(qū)控制頂板，解決地表塌陷的安全環(huán)保問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種上向漿柱法注漿接頂充填方法。

本發(fā)明提供了一種上向漿柱法注漿接頂充填方法，該方法是在煤層底部抽采巷道設(shè)置注漿孔，漿料沿注漿孔注入松散巖石堆積的采空區(qū)內(nèi)部，并通過給漿料中添加速凝劑或緩凝劑的方式控制料漿流動(dòng)性和凝固時(shí)間來達(dá)到充填材料自動(dòng)上升接頂充填的目的。

較佳地，具體包括以下步驟：

首次注漿，在注漿料中添加速凝劑，控制首次注漿量，滿足在煤層底板擴(kuò)散凝結(jié)，形成初始注漿充填堆體，首次注漿的最后5-30min不添加速凝劑，使得首次注漿堆積體中部為緩凝物料，為二次注漿提供通道；

停泵1-60min，進(jìn)行二次注漿；二次注漿料將在首層注漿料的上部堆積擴(kuò)散，并保持同樣的擴(kuò)散度，二次注漿最后5-30min不添加速凝劑；

重復(fù)上述操作，料漿將形成分層逐步上升，達(dá)到采空區(qū)頂部。

較佳地，具體包括以下步驟：