[發明專利]一種適用于煤層開采過正斷層的巷道支護方法

在審

• 申請號: 202110600819.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113153385A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 宋衛華;郭志強
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21D15/00
• 分類號: E21D15/00;E21D11/14;E21D20/00;E21D11/15;E21D11/10;E21C41/18
• 代理公司: 武漢尚齊知識產權代理事務所(普通合伙) 42261
• 代理人: 王攀

本發明涉及煤礦開發技術領域，具體是一種適用于煤層開采過正斷層的巷道支護方法，包括以下步驟：確定斷層破壞范圍、確定超前預注漿參數、確定聯合支護參數、進行注漿結果驗證，本發明通過計算各參數，并選用合適的支護材料，對于深部的落差小于7m的斷層，通過超前預注漿和聯合支護的形式穿過斷層，實現防沖支護的積極效果，控制頂板和幫部的位移。

技術領域

本發明涉及煤礦開發技術領域，具體是一種適用于煤層開采過正斷層的巷道支護方法。

背景技術

在煤礦進行挖掘時，可能遇到斷層。斷層是地殼受力發生斷裂，沿斷裂面兩側巖塊發生的顯著相對位移的構造。由于斷層構造容易誘發沖擊地壓，沖擊地壓不僅能造成巷道破壞、人員傷亡、設備損壞，而且還會引起瓦斯、煤塵爆炸，火災及水災等災害，嚴重威脅礦井的生產安全。我國淺部產煤區資源逐漸枯竭，預計在未來20年，我國多數煤礦將進入超過1000m的開采深度，地應力的大小與深度呈正比關系。斷層附近不但靜應力高，而且斷層活化等動載荷也有誘發沖擊失穩的可能性。

過斷層巷道不同于普通的巷道，斷層附近的巷道支護形式有所改變，才能避免沖擊地壓的發生。目前針對這種深部的小于7m落差的斷層，沒有發現一種過正斷層巷道的支護方法，無法防控斷層型沖擊地壓災害。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種適用于煤層開采過正斷層的巷道支護方法。

本發明提出的技術方案如下：一種適用于煤層開采過正斷層的巷道支護方法，包括以下步驟：

S1，確定斷層破壞范圍：測得破碎區寬度L1，計算出拓展區寬度L2，得出所述斷層破壞范圍；

S2，確定超前預注漿參數：根據巷道埋深選擇注漿材料，鉆取注漿鉆孔并確定注漿壓力與流量；

S3，確定聯合支護參數：先利用工字鋼和單體支柱配合進行支護，再采用錨桿、錨索以及金屬經緯網進行高強度錨網支護；

S4，進行注漿結果驗證：利用軟件模擬未注漿與注漿的巷道位移變化情況，驗證注漿是否控制頂板和幫部的位移。

進一步地，在S1中，計算所述拓展區寬度L2所用計算公式為，其中L2為所述拓展區寬度，L1為所述破碎區域，R₂為巷道圍巖塑性破壞區范圍。

進一步地，在S2中，所述注漿材料的選擇方法為：所述巷道埋深為500-1000m時，注漿材料選用聯邦I號(雙液)，水灰比為0.8:1；巷道埋深1000-1500m時，注漿材料選用石膏、石灰和硫鋁酸鈣，配比為3:1:4。

進一步地，在S2中，所述注漿壓力為8-15MPa，所述注漿流量為20-30L/min。

進一步地，在S2中，所述鉆孔為三排，從上到下第一排鉆取多個鉆孔，第二排和第三排均鉆取兩個鉆孔，分別豎直對正所述第一排的鉆孔的兩端；根據破碎區和擴展區范圍確定巷道頂部最中間鉆孔深度。

進一步地，所述第一排鉆孔之間的橫向間距為900-1000mm，所述第二排鉆孔距離巷幫700-900mm，所述第三排鉆孔距離巷道底板600-800mm；所述鉆孔直徑均為40-50mm。

進一步地，在S3中，所述單體支柱型號為DW42-250/110X型，所述工字鋼型號為12號；其中，在順槽斷面打設3根單體支柱，在距離巷道左右兩幫各180-220mm打設1根單體支柱；位于中間的所述單體支柱距兩幫的所述單體支柱間距為2500-2800mm，所述單體支柱排距為1400-1600mm；所述單體支柱初撐力不低于90kN，單體支柱之間使用硬鏈防倒。