一種致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法，尤其適用于深部煤層群的連續(xù)卸壓開采。
【背景技術(shù)】
[0002]沿空留巷是沿采空區(qū)邊緣構(gòu)筑具有一定承載能力的墻體，將相鄰采煤工作面回采巷道保留下來，作為本采煤工作面回采使用。它是深部煤層群連續(xù)卸壓開采的關(guān)鍵技術(shù)之一，用于解決沖擊礦壓、煤與瓦斯突出、高瓦斯、高地壓等安全難題。
[0003]目前采用水泥基類材料構(gòu)筑沿空留巷墻體越來越普遍，尤其是深部礦區(qū)。水泥基類墻體速凝早強(qiáng)，輔以抗剪錨桿、三維加強(qiáng)筋等加強(qiáng)手段，基本能夠保證兩個采煤工作面回采巷道正常使用。雖然水泥基類墻體受兩次采動影響萌生微裂隙，但仍持續(xù)增阻，并不能自破壞承載性能，在上下鄰近煤層中形成了集中應(yīng)力區(qū)，達(dá)不到連續(xù)卸壓的目的，仍然是鄰近煤層開采的安全隱患。因此，目前迫切需要提供一種方法，在本采煤工作面回采時，加劇致裂相鄰采煤工作面遺留在采空區(qū)的充填墻體，破壞其承載能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法如下:
[0006]a、根據(jù)充填墻體尺寸、構(gòu)筑方式和前期破損狀態(tài)，設(shè)計鉆孔布置方式和參數(shù)、裝藥量;
[0007]b、超前采煤工作面，在巷內(nèi)向相鄰采煤工作面保留復(fù)用的充填墻體施工I?3排傾斜下向的鉆孔；
[0008]C、采煤、裝藥作業(yè)同步進(jìn)行，裝藥步距不大于端頭液壓支架的推移步距，對端頭液壓支架架內(nèi)后方的I?2列鉆孔灌漿裝藥；所述灌漿漿體由SCA-1或SCA-1I型靜力破碎劑拌水制成，鉆孔孔口用黃泥或聚氨酯泡沫進(jìn)行封孔；
[0009]d、隨著采煤工作面的推進(jìn)，端頭液壓支架架內(nèi)后方已裝藥的鉆孔進(jìn)入采煤工作面后方，3?8h后產(chǎn)生膨脹壓力，利用充填墻體前期礦壓萌生的微裂隙，加劇充填墻體開裂，結(jié)合滯后采動應(yīng)力影響，遺留充填墻體最終破碎；
[0010]e、重復(fù)步驟b、c，直至致裂相鄰采煤工作面。
[0011]所述傾斜下向的鉆孔傾斜角度為10?25°，孔徑為40?100mm，孔距為0.4?0.8m，排距為0.3?0.7m，孔眼距頂、底板0.5?1.0m，孔底距充填墻體的采空區(qū)側(cè)面為20 ?30cm。
[0012]所述灌漿漿體的水劑比為0.25?0.35，單位體積充填墻體靜態(tài)破碎劑的裝藥量為 10 ?25kg。
[0013]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:效果好，成本低，操作簡易，安全可靠。具體優(yōu)點如下:
[0014]I)靜力破碎劑膨脹力度大，利用充填墻體前期礦壓萌生的微裂隙，加劇致裂相鄰采煤工作面遺留在采空區(qū)的充填墻體，并結(jié)合滯后采動應(yīng)力的作用，使充填墻體最終破碎。覆巖能夠充分下沉，有效消除了墻體對上下鄰近煤層中的應(yīng)力集中影響，實現(xiàn)了連續(xù)卸壓的目的，解決了鄰近煤層開采的安全隱患。
[0015]2)在靜力破碎過程中，不產(chǎn)生飛石、粉塵、廢氣，安全系數(shù)高。
[0016]3)超前鉆孔傾斜10?25°，便于工人作業(yè)，并部分利用了墻體易發(fā)生沿45°斜截面脆性受拉破壞的特性，有效節(jié)約了破碎動力，降低了破碎成本。
[0017]4)工人超前采煤工作面或端頭液壓支架架內(nèi)作業(yè)，作業(yè)安全。
[0018]5)工序簡單，方便操作，工人作業(yè)強(qiáng)度低，作業(yè)時間少。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的米煤工作面回米時俯視不意圖；
圖2是本發(fā)明的端頭液壓支架附近鉆孔布置示意圖；
圖3是本發(fā)明的墻體鉆孔剖視示意圖。
[0020]
[0021]
[0022]圖中:1-充填墻體；2_鉆孔；3_采煤工作面；4_相鄰采煤工作面；5_靜力破碎劑；6-端頭液壓支架；7_黃泥或聚氨酯泡沫。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進(jìn)一步的描述:
[0024]本發(fā)明的致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法，具體步驟如下:
[0025]a、根據(jù)充填墻體I尺寸、構(gòu)筑方式和前期破損狀態(tài)，設(shè)計鉆孔2布置方式和參數(shù)、裝藥量；
[0026]b、超前采煤工作面3，在巷內(nèi)向相鄰采煤工作面4保留復(fù)用的充填墻體I施工I?3排傾斜下向的鉆孔2 ;所述傾斜下向的鉆孔2傾斜角度為10?25°，孔徑為40?100mm，孔距為0.4?0.8m，排距為0.3?0.7m，孔眼距頂、底板0.5?1.0m,孔底距充填墻體I的采空區(qū)側(cè)面為20?30cm。
[0027]c、采煤、裝藥作業(yè)同步進(jìn)行，裝藥步距不大于端頭液壓支架6的推移步距，對端頭液壓支架6架內(nèi)后方的I?2列鉆孔2灌漿裝藥；所述灌漿漿體由SCA-1或SCA-1I型靜力破碎劑5拌水制成，鉆孔孔口用黃泥或聚氨酯泡沫7進(jìn)行封孔；所述灌漿漿體的水劑比為0.25?0.35，單位體積充填墻體I靜態(tài)破碎劑5的裝藥量為10?25kg。
[0028]d、隨著采煤工作面3的推進(jìn)，端頭液壓支架6架內(nèi)后方已裝藥的鉆孔2進(jìn)入采煤工作面3后方，3?8h后產(chǎn)生膨脹壓力，利用充填墻體I前期礦壓萌生的微裂隙，加劇充填墻體(I)開裂，結(jié)合滯后采動應(yīng)力影響，遺留充填墻體I最終破碎；
[0029]6、重復(fù)步驟13、C，直至完成致裂相鄰采煤工作面。
[0030]實施例1、某礦相鄰采煤工作面4保留復(fù)用的充填墻體I寬X高=3mX 2.6m，采用泵送C30膏體材料構(gòu)筑，并輔以抗剪錨桿。本采煤工作面3回采時，應(yīng)力集中峰值出現(xiàn)在超前工作面13m，應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)1.67，此處附近充填墻體I整體質(zhì)量良好，表面出現(xiàn)少量裂紋。
[0031]超前采煤工作面3距離30m，在巷內(nèi)向充填墻體I施工2排傾斜下向鉆孔2，傾斜角度15°，孔徑50mm，孔距0.6m，排距0.6m，孔眼距頂板1.0m,距底板1.0m,孔底距充填墻體I另一側(cè)25cm。
[0032]采煤、裝藥作業(yè)同步進(jìn)行。根據(jù)裝藥步距不大于端頭液壓支架6的推移步距的原貝I]，端頭液壓支架6的推移步距0.6m，確定對端頭液壓支架6架內(nèi)后方的I列鉆孔灌漿裝藥。采用SCA-1I型靜力破碎劑5，水劑比0.3左右，孔口留約1cm用黃泥7進(jìn)行封孔。單位體積充填墻體I靜態(tài)破碎劑5的裝藥量10?25kg。
[0033]隨著采煤工作面3的推進(jìn)，已經(jīng)裝藥的鉆孔2進(jìn)入采煤工作面3后方，3?8h后產(chǎn)生膨脹壓力，利用充填墻體I前期礦壓萌生的微裂隙，加劇充填墻體I開裂。結(jié)合滯后采動應(yīng)力影響，遺留充填墻體I最終破碎。
[0034]如圖1、圖2、圖3所示。
【主權(quán)項】
1.一種致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法，其特征在于包括如下步驟: a、根據(jù)充填墻體(I)尺寸、構(gòu)筑方式和前期破損狀態(tài)，設(shè)計鉆孔(2)布置方式和參數(shù)、裝藥量； b、超前采煤工作面(3)，在巷內(nèi)向相鄰采煤工作面(4)保留復(fù)用的充填墻體(I)施工1~3排傾斜下向的鉆孔(2)； c、采煤、裝藥作業(yè)同步進(jìn)行，裝藥步距不大于端頭液壓支架(6)的推移步距，對端頭液壓支架(6)架內(nèi)后方的1~2列鉆孔(2)灌漿裝藥；所述灌漿漿體由SCA-1或SCA-1I型靜力破碎劑(5)拌水制成，鉆孔孔口用黃泥或聚氨酯泡沫(7)進(jìn)行封孔； d、隨著采煤工作面(3)的推進(jìn)，端頭液壓支架(6 )架內(nèi)后方已裝藥的鉆孔(2 )進(jìn)入采煤工作面(3)后方，3~8h后產(chǎn)生膨脹壓力，利用充填墻體(I)前期礦壓萌生的微裂隙，加劇充填墻體(I)開裂，結(jié)合滯后采動應(yīng)力影響，遺留充填墻體(I)最終破碎； e、重復(fù)步驟b、c，直至致裂相鄰采煤工作面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法，其特征在于:所述傾斜下向的鉆孔(2)傾斜角度為10~25°，孔徑為40~100mm，孔距為0.4-0.8m，排距為0.3-0.7m，孔眼距頂、底板0.5-1.0m，孔底距充填墻體(I)的采空區(qū)側(cè)面為20~30cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法，其特征在于:所述灌漿漿體的水劑比為0.25-0.35，單位體積充填墻體(I)靜態(tài)破碎劑(5)的裝藥量為10~25kgo
【專利摘要】一種致裂相鄰采煤工作面遺留充填墻體的方法，適用于深部煤層群連續(xù)卸壓開采。根據(jù)充填墻體尺寸、構(gòu)筑方式和前期破損狀態(tài)，設(shè)計鉆孔布置方式和參數(shù)、裝藥量；超前采煤工作面在巷內(nèi)向相鄰采煤工作面遺留復(fù)用的充填墻體施工1～3排傾斜下向鉆孔；對端頭液壓支架架內(nèi)后方的1～2列鉆孔灌漿裝藥并封孔；隨著采煤工作面的推進(jìn)，端頭液壓支架架內(nèi)后方已裝藥的鉆孔進(jìn)入采煤工作面后方，利用充填墻體前期礦壓萌生的微裂隙，加劇充填墻體開裂，結(jié)合滯后采動應(yīng)力影響，遺留充填墻體最終破碎。本發(fā)明可致裂相鄰采煤工作面遺留在采空區(qū)的充填墻體，從而有效消除其對上下鄰近煤層中的應(yīng)力集中影響，實現(xiàn)連續(xù)卸壓的目的，解決鄰近煤層開采的安全隱患。
【IPC分類】E21F15-04
【公開號】CN104847406
【申請?zhí)枴緾N201510134567
【發(fā)明人】張農(nóng), 潘東江, 呂創(chuàng)新, 韓昌良, 薛飛
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月25日