一種用于工作面端頭采空區放頂的方法技術

本發明專利技術公開了一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，即向頂板中注入體積可膨脹的化學漿液，從而破碎頂板巖體進行放頂，屬于煤礦開采領域。其特征在于，包括步驟①：掘進回采巷道時，該回采巷道頂板采用中空注漿錨桿進行支護；步驟②：將所述中空注漿錨桿與注漿管連接；步驟③：工作面向前推進，所述工作面端頭的后方采空區頂板懸露一定長度后，由臨近采空區一側向工作面方向，對位于所述采空區的所述中空注漿錨桿依次注入所述體積可膨脹的化學漿液，待完成放頂后將工作面前方的所述中空注漿錨桿與所述注漿管相連，等待下次注漿放頂。該方法放頂效果好，成本低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種采空區放頂的方法，尤其涉及一種用于工作面端頭采空區放頂的方法。
技術介紹
在煤礦生產過程中，隨著工作面向前推進，采空區頂板周期性成“O-X”破斷。工作面端頭位置采空區頂板懸露面積過大，易造成工作面上隅角瓦斯集聚，給礦井生產帶來極大安全隱患。在現有相關技術中，通常在煤炭開采過程中，首先對工作面端頭位置的頂板鉆孔，然后在鉆孔內裝填炸藥爆破，或對鉆孔注高壓水對頂板進行水壓制裂，或直向鉆孔內注入膨脹破碎劑對頂板造成破壞。因采空區禁止人員進入，故而鉆孔放頂工作只能在緊鄰工作面端頭位置進行，若頂板懸露面積較大，難以對采空區較深處懸露的頂板進行放頂工作。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本專利技術提出一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，該方法利用中空注漿錨桿向頂板巖體中注入體積可膨脹的化學漿液的方法中來破碎放頂，較原有技術相比，不需在放頂時鉆孔而簡化了放頂工序，降低放頂成本，同時也能對采空區較深處的頂板進行放頂工作。根據本專利技術一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，向頂板中注入體積可膨脹的化學漿液，從而破碎頂板巖體進行放頂，其特征在于，包括步驟①：掘進回采巷道時，該回采巷道頂板采用中空注漿錨桿進行支護；步驟②：將所述中空注漿錨桿與注漿管連接；步驟③：工作面向前推進，所述工作面端頭的后方采空區頂板懸露一定長度后，由臨近采空區一側向工作面方向，對位于所述采空區的所述中空注漿錨桿依次注入所述體積可膨脹的化學漿液。所述化學漿液在頂板巖體內膨脹，由于懸露的頂板臨近采空區一側具有一定自由面，則頂板巖體受到所述化學漿液膨脹產生的壓力破碎垮落，之后將工作面前方的所述中空注漿錨桿與所述注漿管相連，等待下次注漿放頂。回采巷道頂板采用所述中空注漿錨桿支護，且所述中空注漿錨桿直接作為放頂的注漿錨桿，不需要再單獨對頂板進行鉆孔，使放頂工序更為簡單，成本降低。所述中空注漿錨桿分布在位于工作面后方采空區的回采巷道頂板上，使得注漿范圍更廣，針對工作面上隅角的頂板放頂效果更好。另外，根據本專利技術實施例的一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，還具有如下附加的技術特征：根據本專利技術的一個實施例的一種采空區放頂的方法，所述步驟②中采用的所述中空注漿錨桿為兩腔式錨桿；所述體積可膨脹的化學漿液由兩種不同漿液組成，所述兩種不同漿液在分開狀態下不發生體積膨脹，而在混合狀態下發生體積膨脹；所述兩種不同漿液分別由所述中空注漿錨桿的不同腔體注入頂板巖體，并在頂板巖體中混合后發生膨脹。附圖說明圖1為本專利技術一個實施例的工作面放頂前的平面示意圖。圖2為本專利技術一個實施例的工作面放頂前的剖面示意圖。圖3為本專利技術一個實施例的中空錨桿結構圖。圖4為本專利技術一個實施例的工作面放頂后的平面示意圖。圖5為本專利技術一個實施例的工作面放頂后的剖面示意圖。圖中：1：回采巷道；2：工作面；3：采空區；4：懸露頂板；5：兩腔式中空錨桿；51：注漿孔6：注漿泵、61：A液泵、62：B液泵；7：注漿管、71：A液注漿管、72：B液注漿管；8：鉆孔。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。下面結合附圖1-5具體描述根據本專利技術實施例的一種用于工作面端頭采空區放頂的方法。根據本專利技術實施例的一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，包括：步驟①：掘進回采巷道1時，該回采巷道1的頂板采用中空注漿錨桿進行支護。中空注漿錨桿的密度及間距可根據不同地質條件進行調整。在需要加強支護段，亦可以采用單體液壓支柱或其他方式對頂板進行輔助支護，以保證生產安全。回采巷道1的兩幫可采用普通錨桿進行支護。錨固后的中空注漿錨桿均勻分布在回采巷道1的頂板上。步驟②：如圖1-2所示，在工作面2向前推進時，將工作面2前方的中空注漿錨桿5與注漿管7連接，以保證位于工作面2后方采空區3的中空注漿錨桿5均與注漿管7相連，且能正常注漿。提前安裝注漿管以保證井下工作人員的作業空間位于工作面2端頭或回采巷道1位置。步驟③：如圖1-2所示，工作面2向前推進，所述工作面2端頭的后方采空區頂板懸露一定長度后，由臨近采空區一側向工作面2方向，對位于所述采空區3的所述中空注漿錨桿5依次注入所述體積可膨脹的化學漿液。化學漿液在頂板巖體內膨脹，由于懸露頂板4臨近采空區3一側具有一定自由面，則臨近采空區3的頂板巖體首先受到化學漿液膨脹產生的壓力破碎垮落，同時再次為周邊未垮落的頂板形成自由面，臨近的頂板由中空注漿錨桿5注漿后，受漿液膨脹力垮落，從而造成采空區懸露頂板由采空區一側向工作面2方向依次垮落。之后將工作面2前方中空注漿錨桿與注漿管7相連，如圖4-5所示。回采巷道頂板采用中空注漿錨桿5支護，同時中空注漿錨桿5直接作為放頂的注漿錨桿，無需在放頂時，重新再對頂板進行鉆孔，使放頂工序更為簡單，成本降低。中空注漿錨桿5分布在位于工作面后方采空區3的回采巷道1頂板上，使得注漿范圍更廣，針對工作面上隅角的頂板放頂效果更好。優選的，在一個實施例中，如圖3所示，步驟②中采用的中空注漿錨桿為兩腔式中空錨桿5；體積可膨脹的化學漿液由兩種不同的A漿液及B漿液組成，A漿液與B漿液在分開狀態下不發生體積膨脹，而在混合狀態下發生體積膨脹；A漿液及B漿液分別由中空注漿錨桿的兩個腔體注入鉆孔8及頂板巖體中，并在頂板巖體中混合后體積發生膨脹。換言之，兩種不同的漿液即A漿液及B漿液在混合后，其體積發生膨脹。步驟②中采用的中空注漿錨桿為兩腔式中空錨桿5，該兩腔式中空錨桿5內部為中空，且在中間被隔斷為兩個腔體，每個腔體具有與外界相同的注漿孔。A漿液及B漿液分別由注漿管7注入兩腔式中空錨桿的兩個腔體內，并由錨桿桿體上的注漿孔流出，A漿液及B漿液在注入的漿液壓力下充滿鉆孔空間及巖體縫隙后停止注漿，A漿液及B漿液并充分接觸混合，而后體積發生膨脹，對周圍巖體產生壓力，從而使巖體產生新的裂隙或使原有裂隙擴張，最終注漿區域頂板巖體垮落。由此，在注漿后中，依靠A漿液及B漿液混合后體積膨脹后產生的壓力進行破巖放頂，而不需注漿時的，注漿泵產生高壓，因此對注漿泵及注漿管7的可靠性要求降低，從而降低了成本，且提高了破巖功效。下面結合附圖1-5具體描述根據本專利技術實施例的一種用于工作面2端頭采空區放頂的方法。首先，在掘進回采巷道1時，巷道頂板采用兩腔式中空注漿錨桿5進行支護，也可同時采用其他方式進行加強支護。然后在工作面2向前推進時，將工作面2前方的兩腔式中空注漿錨桿5與注漿管7相連接，以保證工作面2向前推進過后，工作面2端頭采空區頂板的兩腔式中空注漿錨桿都可以工作。最后，工作面2向前推進，其端頭位置后方采空區頂板懸露一定長度后，對懸露頂板4由靠近采空區一側向靠近工作面2一側進行注漿，A漿液及B漿液分別由兩腔式中空注漿錨桿的不同腔體注入頂板，在頂板巖體內混合后體積膨脹，擴大頂板原有裂隙并產生新的裂隙，最終使頂板垮落下來。該方法破巖及放頂效果好，成本低。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，向頂板中注入體積可膨脹的化學漿液，從而破碎頂板巖體進行放頂，其特征在于，包括步驟①：掘進回采巷道時，該回采巷道頂板采用中空注漿錨桿進行支護；步驟②：將所述中空注漿錨桿與注漿管連接；步驟③：工作面向前推進，所述工作面端頭的后方采空區頂板懸露一定長度后，由臨近采空區一側向工作面方向，對位于所述采空區的所述中空注漿錨桿依次注入所述體積可膨脹的化學漿液，待完成放頂后將工作面前方的所述中空注漿錨桿與所述注漿管相連，等待下次注漿放頂。

【技術特征摘要】
1.一種用于工作面端頭采空區放頂的方法，向頂板中注入體積可膨脹的化學漿液，從而破碎頂板巖體進行放頂，其特征在于，包括步驟①：掘進回采巷道時，該回采巷道頂板采用中空注漿錨桿進行支護；步驟②：將所述中空注漿錨桿與注漿管連接；步驟③：工作面向前推進，所述工作面端頭的后方采空區頂板懸露一定長度后，由臨近采空區一側向工作面方向，對位于所述采空區的所述中空注漿錨桿依次注入所述體積可膨脹的化學漿液，待完成放...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王旭鋒，秦冬冬，張東升，靳賽飛，李復活，王文強，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32