一種工作面過切眼的裝置制造方法
【專利摘要】一種工作面過切眼的裝置，包括煤層的切眼，過切眼的工作面A（1）與工作面B（2）被所述切眼（3）隔開，所述切眼（3）的內(nèi)部空間沿回采方向被止?jié){墻分割為多個充填段，每個充填段內(nèi)填充有填充料。本實用新型的切眼內(nèi)部空間沿回采方向被止?jié){墻分割為多個充填段，每個充填段內(nèi)填充有填充料。這樣，回采時，直接貫穿切眼內(nèi)的填充料內(nèi)即可，不需要轉(zhuǎn)移綜采設備，也不需要在切眼內(nèi)做支護，保證工作面安全通過切眼，且使用方便，成本低廉。
【專利說明】一種工作面過切眼的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤炭工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種工作面過切眼的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國的主體能源，在一次能源結(jié)構(gòu)中占70%左右。在未來相當長時期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會改變。煤炭工業(yè)是關(guān)系國家經(jīng)濟命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。但我國煤礦開采的頂板事故每年均有不同程度地發(fā)生，給煤炭安全開采造成了極大困難，也給礦工生命安全造成了極大威脅。因此，如何預防冒頂、片幫、沖擊地壓等頂板事故是煤炭生產(chǎn)中一項重要任務。
[0003]礦井的掘進和回采是頂板事故的易發(fā)期，工作面掘進遇切眼是煤礦開采中越來越常見的現(xiàn)象，工作面過切眼是一直未能很好解決的技術(shù)難題。目前，工作面過切眼采取的主要措施有工作面調(diào)斜，加強支護、礦壓觀測及超高水材料充填。工作面調(diào)斜的角度較難確定，角度越大，控頂范圍越小，對頂板管理越有利，但角度過大則會導致支架和刮板輸送機上竄下溜、補架卸架等問題，角度過小會增加工作面與切眼之間煤柱一次性失穩(wěn)破壞的范圍，帶來嚴重的安全隱患；支護強度過大，則容易發(fā)生穿底，支護強度過小，則達不到支護的目的；礦壓觀測的精度過低，把握不準初次來壓、周期來壓則會錯過通過工作面的最佳時間；超高水材料價格較貴，不適用于井下充填。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供了一種工作面過切眼的裝置，保證工作面安全通過大型切眼，且操作簡單、成本較低、便于推廣應用。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種工作面過切眼的裝置，過切眼的工作面A與工作面B被設置有沿回采方向被止?jié){墻分割為多個填充段的切眼隔開，每個充填段內(nèi)填充有填充料。
[0007]每個充填段均設置有輸漿管和漿液監(jiān)測管，所述輸漿管與充填泵站連接。
[0008]所述輸漿管和漿液監(jiān)測管以切眼的中心為對稱設置。
[0009]所述輸漿管和漿液監(jiān)測管分別設置在切眼的兩下位置，且分別距離兩端部10_15cmo
[0010]所述輸漿管的直徑為20-30mm。
[0011]所述填充料以煤塊為骨料，以水泥-水玻璃雙漿料為充填漿液。
[0012]所述煤塊為0.5-lm3的立方體。
[0013]所述填充料的強度為2_8MPa。
[0014]所述填充漿液的黏度為15_140mPa.S。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型工作面過切眼的裝置至少具有以下有益效果:本實用新型的切眼內(nèi)部空間沿回采方向被止?jié){墻分割為多個充填段，每個充填段內(nèi)填充有填充料。這樣，回采時，直接貫穿切眼內(nèi)的填充料內(nèi)即可，不需要轉(zhuǎn)移綜采設備，也不需要在切眼內(nèi)做支護，保證工作面安全通過切眼，且使用方便，成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0016]圖1為本實用新型的工作面俯視圖；
[0017]圖2為圖1沿A-A線第一充填段的剖面圖；
[0018]圖3為充填注漿工藝流程圖。
[0019]圖中附圖標記含義:
[0020]1-工作面A，2-工作面B，3-切眼，4_調(diào)車硐室，5_輸漿管，6_漿液監(jiān)測管?！揪唧w實施方式】
[0021]切眼是在運輸巷和回風巷之間順煤層掘進的一條巷道，用來放綜采設備，具有獨立的回風系統(tǒng)。受地質(zhì)條件及采掘條件的影響，有時會出現(xiàn)兩個回采工作面之間過切眼的問題。為了解決該技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:首先在切眼內(nèi)填充充填體，然后回采時貫穿切眼。本實用新型技術(shù)方案在應用時，不用將一個切眼內(nèi)的綜采設備轉(zhuǎn)移至另外一個切眼內(nèi)，也不用在切眼內(nèi)設置支護等其他手段，保證工作面安全通過大型切眼，且使用方便，成本低廉。下面詳細介紹本實用新型:
[0022]本實用新型一種工作面過切眼的裝置在應用時包括以下步驟:
[0023]1、切眼內(nèi)充 填體支撐強度的確定
[0024]充填體強度應能平衡煤層直接頂?shù)闹亓亢突卷敾剞D(zhuǎn)下沉形成的擠壓變形壓力，同時還要對空巷兩幫提供有效支護，防止煤體片幫。工作面過切眼的過程中，依次逐段經(jīng)歷采場礦壓作用。而充填體在此期間承受的壓力峰值為工作面超前支撐壓力和通過時的采場最大壓力。
[0025]充填體支護強度公式為:P≥9.8KNh Y/1000
[0026]式中:
[0027]P-充填體強度
[0028]N-載荷
[0029]h_切眼高度，m
[0030]y -頂板巖石的平均密度，kg/m3
[0031]K-動壓系數(shù)，參照同煤層來壓期間與正?；夭善陂g頂板對切眼的壓力比值，1.1-1.2。
[0032]2、充填漿液配比
[0033]為保證注漿效果，達到填充體支撐強度，注漿采用水泥一水玻璃雙液漿。
[0034]選擇P.042.5、Ρ.052.5兩種標號普通硅酸鹽水泥和(0.5-1.2):1水灰比等級，可選0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、1:1、1.2:1等，并按照外加劑產(chǎn)品使用說明要求添加3%_4%的水玻璃進行多因素、多水平的全面組合試驗，分別測定各種配比漿液的黏度、析水率、結(jié)石體單軸抗壓強度等3個指標。
[0035](I)黏度測試
[0036]黏度是度量流體粘滯性大小的物理量。為便于施工現(xiàn)場測試，使用黏度計測試漏斗流出一定量漿液所用的時間來表示該水泥漿液的黏度，單位為秒(S)。[0037](2)析水率測試
[0038]析水性是指水泥漿液所含水分從漿體中析出的難易程度，常以析水率表示。析水率是指漿液析出水的體積與水泥漿總體積之比，按下式計算。
[0039]P=V1 / V0XlOO
[0040]式中:
[0041 ] P-水泥楽:液析水率，%
[0042]V「析出水的體積，mL
[0043]V0-水泥漿液的總體積，mL。
[0044]( 3 )結(jié)石體單軸抗壓強度測試
[0045]使用螺絲緊固式圓柱腔金屬模具。預先按漿液配比配置好漿液，倒入
7.07cmX7.07cmX7.07cm的試模中，再加入標準砂，攪拌搗固抹平?；蛘邔藴噬凹尤肱渲煤脻{液的容器中，攪拌均勻后，倒入試模，搗固抹平。待漿液凝固后脫模，按照《GB /T17671—1999水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》要求養(yǎng)護，每種配比漿液制作9-12個試塊，24h后拆模，標明制作日期、水灰比、外加劑種類及用量。分別測試ld、7d、28d齡期單軸抗壓強度。每種配比、齡期測試3或4塊試件，取平均值作為試驗結(jié)果。
[0046]經(jīng)計算，充填體支撐強度一般為2-8MPa。根據(jù)試驗結(jié)果合理選擇漿液的配比，黏度15-140mPa.s ;析水率雖然能夠看到漿液析水情況，但是不能知道在注漿壓力推動擠壓下漿液的脫水情況，因此較難控制，注漿時需要不斷攪拌并加入一些懸浮劑(如膨潤土、高塑性黏土等)；結(jié)石體單軸抗壓強度5-20MPa。
[0047]3、注漿工藝
[0048]工作面過切眼采用前進式分段注漿料填充方法，具體操作步驟如下:
[0049]步驟1，將圖1中長度L分為適當?shù)腘段，每一段長度為30-40m，如圖2中d，段與段之間用磚墻隔開，作為止?jié){墻。
[0050]步驟2，待止?jié){墻凝固5-7d后，把骨料煤塊填充到第一充填段，煤塊的大小可選擇0.5-lm3的立方體，從下至上依次填充。
[0051 ] 步驟3，在充填好煤塊的第一充填段打D20-30mm的輸漿管5和漿液監(jiān)測管6，輸漿管5安置于距圖2底端10-15cm處，其間距控制在1-2.5m之間，漿液監(jiān)測管6安置于距圖2頂部10-15cm處。
[0052]步驟4，用高壓膠管將充填泵站與輸漿管5接通，將配置好的雙液漿在1.5-2.5MP壓力下注入第一充填段，當漿液監(jiān)測管6處監(jiān)測到漿液時則停止注漿，7-8h凝固后便達到一定強度，完成第一充填段填充注漿的全部工序，注漿可使骨料煤塊連為一體，進而提高該地點整個煤墻的整體強度。
[0053]步驟5，按照第一充填段填充注漿的步驟完成其余各段的操作。
[0054]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0055]1、選用水泥-水玻璃雙液漿作為充填漿液，煤塊作為骨料，形成一套完整、系統(tǒng)的注漿充填工藝；
[0056]2、充填材料中的水泥、水玻璃價格較超高水低，骨料煤塊取材方便、環(huán)保，減少了運行成本，推廣應用可達到可觀的經(jīng)濟效益；
[0057]3、注漿充填操作工藝簡單，安全系數(shù)較高，可充分保障工作人員的生命安全。
【權(quán)利要求】
1.一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:包括煤層的切眼，過切眼的工作面A (I)與工作面B (2)被設置有沿回采方向被止?jié){墻分割為多個填充段的所述切眼(3)隔開，每個充填段內(nèi)填充有填充料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:每個充填段均設置有輸漿管(5 )和漿液監(jiān)測管(6 )，所述輸漿管與充填泵站連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述輸漿管(5)和漿液監(jiān)測管(6)以切眼的中心為對稱設置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述輸漿管(5)和漿液監(jiān)測管(6)分別設置在切眼的兩下位置，且分別距離兩端部10-15cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述輸漿管(5)的直徑為20-30mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述填充料以煤塊為骨料，以水泥-水玻璃雙漿料為充填漿液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述煤塊為0.5-lm3的立方體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述填充料的強度為2-8MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種工作面過切眼的裝置，其特征在于:所述填充漿液的黏度為 15_140mPa.S。
【文檔編號】E21F15/00GK203655350SQ201320587603
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】馮潔, 陳通, 李濤, 王悅, 安秀煜, 高穎 申請人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責任公司