CN104847406B - 一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法 - Google Patents
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Abstract
一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，适用于深部煤层群连续卸压开采。根据充填墙体尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔布置方式和参数、装药量；超前采煤工作面在巷内向相邻采煤工作面遗留复用的充填墙体施工1～3排倾斜下向钻孔；对端头液压支架架内后方的1～2列钻孔灌浆装药并封孔；随着采煤工作面的推进，端头液压支架架内后方已装药的钻孔进入采煤工作面后方，利用充填墙体前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体最终破碎。本发明可致裂相邻采煤工作面遗留在采空区的充填墙体，从而有效消除其对上下邻近煤层中的应力集中影响，实现连续卸压的目的，解决邻近煤层开采的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，尤其适用于深部煤层群的连续卸压开采。
背景技术
沿空留巷是沿采空区边缘构筑具有一定承载能力的墙体，将相邻采煤工作面回采巷道保留下来，作为本采煤工作面回采使用。它是深部煤层群连续卸压开采的关键技术之一，用于解决冲击矿压、煤与瓦斯突出、高瓦斯、高地压等安全难题。
目前采用水泥基类材料构筑沿空留巷墙体越来越普遍，尤其是深部矿区。水泥基类墙体速凝早强，辅以抗剪锚杆、三维加强筋等加强手段，基本能够保证两个采煤工作面回采巷道正常使用。虽然水泥基类墙体受两次采动影响萌生微裂隙，但仍持续增阻，并不能自破坏承载性能，在上下邻近煤层中形成了集中应力区，达不到连续卸压的目的，仍然是邻近煤层开采的安全隐患。因此，目前迫切需要提供一种方法，在本采煤工作面回采时，加剧致裂相邻采煤工作面遗留在采空区的充填墙体，破坏其承载能力。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法。
技术方案：本发明的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法如下：
a、根据充填墙体尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔布置方式和参数、装药量；
b、超前采煤工作面，在巷内向相邻采煤工作面保留复用的充填墙体施工1~3排倾斜下向的钻孔；
c、采煤、装药作业同步进行，装药步距不大于端头液压支架的推移步距，对端头液压支架架内后方的1~2列钻孔灌浆装药；所述灌浆浆体由SCA-Ⅰ或SCA-Ⅱ型静力破碎剂拌水制成，钻孔孔口用黄泥或聚氨酯泡沫进行封孔；
d、随着采煤工作面的推进，端头液压支架架内后方已装药的钻孔进入采煤工作面后方，3~8h后产生膨胀压力，利用充填墙体前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体最终破碎；
e、重复步骤b、c，直至完成致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体。
所述倾斜下向的钻孔倾斜角度为10~25°，孔径为40~100mm，孔距为0.4~0.8m，排距为0.3~0.7m，孔眼距顶、底板0.5~1.0m，孔底距充填墙体的采空区侧面为20~30cm。
所述灌浆浆体的水剂比为0.25~0.35，单位体积充填墙体静态破碎剂的装药量为10~25kg。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比：效果好，成本低，操作简易，安全可靠。具体优点如下：
1）静力破碎剂膨胀力度大，利用充填墙体前期矿压萌生的微裂隙，加剧致裂相邻采煤工作面遗留在采空区的充填墙体，并结合滞后采动应力的作用，使充填墙体最终破碎。覆岩能够充分下沉，有效消除了墙体对上下邻近煤层中的应力集中影响，实现了连续卸压的目的，解决了邻近煤层开采的安全隐患。
2）在静力破碎过程中，不产生飞石、粉尘、废气，安全系数高。
3）超前钻孔倾斜10~25°，便于工人作业，并部分利用了墙体易发生沿45°斜截面脆性受拉破坏的特性，有效节约了破碎动力，降低了破碎成本。
4）工人超前采煤工作面或端头液压支架架内作业，作业安全。
5）工序简单，方便操作，工人作业强度低，作业时间少。
附图说明
图1是本发明的采煤工作面回采时俯视示意图；
图2是本发明的端头液压支架附近钻孔布置示意图；
图3是本发明的墙体钻孔剖视示意图。
图中：1-充填墙体；2-钻孔；3-采煤工作面；4-相邻采煤工作面；5-静力破碎剂；6-端头液压支架；7-黄泥或聚氨酯泡沫。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，具体步骤如下：
a、根据充填墙体1尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔2布置方式和参数、装药量；
b、超前采煤工作面，在巷内向相邻采煤工作面4保留复用的充填墙体1施工1~3排倾斜下向的钻孔2；所述倾斜下向的钻孔2倾斜角度为10~25°，孔径为40~100mm，孔距为0.4~0.8m，排距为0.3~0.7m，孔眼距顶、底板0.5~1.0m，孔底距充填墙体1的采空区侧面为20~30cm。
c、采煤、装药作业同步进行，装药步距不大于端头液压支架6的推移步距，对端头液压支架6架内后方的1~2列钻孔2灌浆装药；所述灌浆浆体由SCA-Ⅰ或SCA-Ⅱ型静力破碎剂5拌水制成，钻孔孔口用黄泥或聚氨酯泡沫7进行封孔；所述灌浆浆体的水剂比为0.25~0.35，单位体积充填墙体1静态破碎剂5的装药量为10~25kg。
d、随着采煤工作面3的推进，端头液压支架6架内后方已装药的钻孔2进入采煤工作面3后方，3~8h后产生膨胀压力，利用充填墙体1前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体（1）开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体1最终破碎；
e、重复步骤b、c，直至完成致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体。
实施例1、某矿相邻采煤工作面4保留复用的充填墙体1宽×高=3m×2.6m，采用泵送C30膏体材料构筑，并辅以抗剪锚杆。本采煤工作面3回采时，应力集中峰值出现在超前工作面13m，应力集中系数达1.67，此处附近充填墙体1整体质量良好，表面出现少量裂纹。
超前采煤工作面3距离30m，在巷内向充填墙体1施工2排倾斜下向钻孔2，倾斜角度15°，孔径50mm，孔距0.6m，排距0.6m，孔眼距顶板1.0m，距底板1.0m，孔底距充填墙体1另一侧25cm。
采煤、装药作业同步进行。根据装药步距不大于端头液压支架6的推移步距的原则，端头液压支架6的推移步距0.6m，确定对端头液压支架6架内后方的1列钻孔灌浆装药。采用SCA-Ⅱ型静力破碎剂5，水剂比0.3左右，孔口留约10cm用黄泥7进行封孔。单位体积充填墙体1静态破碎剂5的装药量10~25kg。
随着采煤工作面3的推进，已经装药的钻孔2进入采煤工作面3后方，3~8h后产生膨胀压力，利用充填墙体1前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体1开裂。结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体1最终破碎。
Claims (3)
1.一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、根据充填墙体（1）尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔（2）布置方式和参数、装药量；
b、超前采煤工作面，在巷内向相邻采煤工作面（4）保留复用的充填墙体（1）施工1~3排倾斜下向的钻孔（2）；
c、采煤、装药作业同步进行，装药步距不大于端头液压支架（6）的推移步距，对端头液压支架（6）架内后方的1~2列钻孔（2）灌浆装药；所述灌浆浆体由SCA-Ⅰ或SCA-Ⅱ型静力破碎剂（5）拌水制成，钻孔孔口用黄泥或聚氨酯泡沫（7）进行封孔；
d、随着采煤工作面（3）的推进，端头液压支架（6）架内后方已装药的钻孔（2）进入采煤工作面（3）后方，3~8h后产生膨胀压力，利用充填墙体（1）前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体（1）开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体（1）最终破碎；
e、重复步骤b、c，直至完成致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体。
2.根据权利要求1所述的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，其特征在于：所述的钻孔（2）倾斜角度为10~25°，孔径为40~100mm，孔距为0.4~0.8m，排距为0.3~0.7m，孔眼距顶、底板0.5~1.0m，孔底距充填墙体（1）的采空区侧面为20~30cm。
3.根据权利要求1所述的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，其特征在于：所述灌浆浆体的水剂比为0.25~0.35，单位体积充填墙体（1）静态破碎剂（5）的装药量为10~25kg。
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Inventor after: Pan Dongjiang Inventor after: Zhang Nong Inventor after: Lv Chuangxin Inventor after: Han Changliang Inventor after: Xue Fei Inventor before: Zhang Nong Inventor before: Pan Dongjiang Inventor before: Lv Chuangxin Inventor before: Han Changliang Inventor before: Xue Fei |
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| GR01 | Patent grant | ||
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