CN103498696A - 一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法 - Google Patents

一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法 Download PDF

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Abstract

一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，适用于矸石充填采空区矿井使用。步骤为：采煤工作面每掘进距离L米，在与采煤工作面走向一致的顶板巷道（3）中向采空区布置一组注浆钻孔（4），根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，对组件钻孔进行充填。本方法实施简单灵活、对原有技术干扰小、成本低、减沉效果好的优点，同时与地面注浆相比，对地面生产活动影响小，适合在建筑物密集的区域实施。

Description

一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法
技术领域
本发明涉及一种采空区充填体的方法，尤其是一种适用于矸石充填采空区矿井的从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法。
背景技术
建筑物下压煤开采一直是困扰我国煤矿企业的重大问题，尤其是村庄下压煤开采。随着部分矿区资源逐渐枯竭，村庄压煤问题愈发突出；特别是在经济相对发达地区，由于土地资源紧张、征迁费用提高，不搬迁开采建筑物下压煤势在必行。建筑物尤其是成片村庄下压煤的成功开采，对提高煤炭资源利用率、缓解矿井资源紧张局面意义重大。
充填开采是解决建筑物下压煤的有效方法，根据充填位置充填开采分为采空区充填和覆岩离层充填。采空区充填主要有矸石充填、注浆充填，覆岩离层充填主要为注浆充填。由于采空区充填有时受复杂地质条件的影响或因为管理不到位以及施工不到位等诸多因素影响，会存在充填不接顶、或充填压实度不到位、部分下沉空间会向地表传递等现象，从而导致地表沉陷控制不能达到预期效果。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术中的存在的问题，提供一种方法简单、对原有技术干扰小、成本低、沉陷控制效果好的从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法。
为实现上述技术目的，本发明的从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，包括如下步骤：
a．采煤工作面每掘进距离L米，在与采煤工作面走向一致的顶板巷道中向采空区布置一组注浆钻孔，所述采煤工作面掘进距离L=h/tanψ，式中h为顶板巷道距煤层的距离，ψ为走向充分采动角，所述每组注浆钻孔至少为两个，注浆钻孔左右对称，注浆钻孔与煤层法向夹角应不大于60°；
b．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，确定施工注浆钻孔的终孔层位；所述终孔层位与导水裂隙带顶部之间距离20m；所述等效采高hd=m-hc，式中m为煤层采厚，hc为采空区充填体压实后的高度，导水裂隙带高度hl=(7~10)hd；
c． 采用末端为花管的注浆钻杆向终孔层位钻孔，注浆钻杆工作后在注浆钻孔中产生离层，保证一定的范围内有离层形成，可以有效地实施注浆；
d．将在地面混合好的的粉煤灰浆通过井下巷道中铺设的管路输送到顶板巷道中，并通过设置在顶板巷道中的多台泥浆泵对粉煤灰浆进行二次加压，泥浆泵将二次加压过的粉煤灰浆通过注浆钻孔注入采空区上离层，注浆结束后将注浆钻孔用水泥浆封堵上，完成从顶板巷道注浆充填压实采空区的充填；其中预计注浆量计算公式为                                               
Figure 2013104583777100002DEST_PATH_IMAGE002
，式中V为注入干灰量，
Figure 2013104583777100002DEST_PATH_IMAGE004
为等效采高，
Figure 2013104583777100002DEST_PATH_IMAGE006
为工作面宽，
Figure 2013104583777100002DEST_PATH_IMAGE008
为工作面推进距离。 
一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，包括如下步骤： 
a．在采煤工作面中部上方与采煤工作面切向一致的顶板巷道中向正下方的采空区布置一组注浆钻孔，所述每组注浆钻孔至少为三个，其中有一个注浆钻孔垂直设置，其余注浆钻孔左右对称，注浆钻孔与煤层法向夹角应不大于60°；
b．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，确定施工注浆钻孔的终孔层位；所述终孔层位与导水裂隙带顶部之间距离20m；所述等效采高hd=m-hc，式中m为煤层采厚，hc为采空区充填体压实后的高度，导水裂隙带高度hl=(7~10)hd；
c． 采用末端为花管的注浆钻杆向终孔层位钻孔，注浆钻杆工作后在注浆钻孔中产生离层，保证一定的范围内有离层形成，可以有效地实施注浆；
d．将在地面混合好的的粉煤灰浆通过井下巷道中铺设的管路输送到顶板巷道中，并通过设置在顶板巷道中的多台泥浆泵对粉煤灰浆进行二次加压，泥浆泵将二次加压过的粉煤灰浆通过注浆钻孔注入采空区上离层，注浆结束后将注浆钻孔用水泥浆封堵上，完成从顶板巷道注浆充填压实采空区的充填；其中预计注浆量计算公式为
Figure 653774DEST_PATH_IMAGE002
，式中V为注入干灰量，
Figure 570915DEST_PATH_IMAGE004
为等效采高，
Figure 350652DEST_PATH_IMAGE006
为工作面宽，
Figure 808178DEST_PATH_IMAGE008
为工作面推进距离。
有益效果：本发明所述方法适用于正在实施采空区充填的矿井，特别是矸石充填矿井，因为受复杂地质条件的影响或因为管理不到位以及施工人员的专业素质未达到要求，往往实际过程中存在不接顶量大、压实度不够等现象；通过在顶板巷道中设置注浆钻孔组，并对注浆量进行合理的控制，可以通过充填采空区上覆岩层的离层，阻挡下沉空间向地表传递，同时对采空区充填体有压实作用，提高了充填体的强度，从而提高了充填开采的沉陷控制效果，并能有效地解决采高大时矸石充填效果不理想的问题。本方法具有实施简单灵活、对原有技术干扰小、成本低、减沉效果好的优点，同时与地面注浆相比，本方法对地面生产活动影响小，适合在建筑物密集的区域实施。
附图说明
图1 是本发明的走向顶板巷道注浆钻孔布置实例一剖面示意图； 
图2 是本发明的倾向顶板巷道注浆钻孔布置实例一剖面示意图； 
图3 是本发明的走向顶板巷道注浆钻孔布置实例二剖面示意图；
图4 是本发明的倾向顶板巷道注浆钻孔布置实例二剖面示意图。
图中：1－采煤工作面；2－矸石充填体；3－顶板巷道；4－注浆钻孔；5－离层充填区；6－上顺槽；7－下顺槽；8－顶板巷道二级泵站；9－工作面支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述：
如图1和图2所述，在采煤工作面1上设有工作面支架9，采煤工作面1后方巷道中对采空区填充矸石充填体2，采煤工作面1两侧分别留有上顺槽6和下顺槽7；
一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，包括如下步骤： 
a．采煤工作面每掘进距离L米，在与采煤工作面走向一致的顶板巷道3中向采空区布置一组注浆钻孔4，所述采煤工作面掘进距离L=h/tanψ，式中h为顶板巷道3距煤层的距离，ψ为走向充分采动角，所述每组注浆钻孔4至少为两个，注浆钻孔4左右对称，注浆钻孔4与煤层法向夹角应不大于60°；
b．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，确定施工注浆钻孔4的终孔层位；所述终孔层位与导水裂隙带顶部之间距离20m；所述等效采高hd=m-hc，式中m为煤层采厚，hc为采空区充填体压实后的高度，导水裂隙带高度hl=(7~10)hd；
c． 采用末端为花管的注浆钻杆向终孔层位钻孔，注浆钻杆工作后在注浆钻孔4中产生离层，保证一定的范围内有离层形成，可以有效地实施注浆；
d．将在地面混合好的的粉煤灰浆通过井下巷道中铺设的管路输送到顶板巷道中，并通过设置在顶板巷道中的多台泥浆泵对粉煤灰浆进行二次加压，泥浆泵将二次加压过的粉煤灰浆通过注浆钻孔4注入采空区上离层，注浆结束后将注浆钻孔4用水泥浆封堵上，完成从顶板巷道注浆充填压实采空区的充填；其中预计注浆量计算公式为
Figure 622550DEST_PATH_IMAGE002
，式中V为注入干灰量，为等效采高，
Figure 525096DEST_PATH_IMAGE006
为工作面宽，
Figure 723996DEST_PATH_IMAGE008
为工作面推进距离。 
如图3和图4所示，一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，包括如下步骤： 
a．在采煤工作面1中部上方与采煤工作面切向一致的顶板巷道3中向正下方的采空区布置一组注浆钻孔4，所述每组注浆钻孔4至少为三个，其中有一个注浆钻孔4垂直设置，其余注浆钻孔4左右对称，注浆钻孔4与煤层法向夹角应不大于60°；
b．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，确定施工注浆钻孔4的终孔层位；所述终孔层位与导水裂隙带顶部之间距离20m；所述等效采高hd=m-hc，式中m为煤层采厚，hc为采空区充填体压实后的高度，导水裂隙带高度hl=(7~10)hd；
c． 采用末端为花管的注浆钻杆向终孔层位钻孔，注浆钻杆工作后在注浆钻孔4中产生离层，保证一定的范围内有离层形成，可以有效地实施注浆；
d．将在地面混合好的的粉煤灰浆通过井下巷道中铺设的管路输送到顶板巷道中，并通过设置在顶板巷道中的多台泥浆泵对粉煤灰浆进行二次加压，泥浆泵将二次加压过的粉煤灰浆通过注浆钻孔4注入采空区上离层，注浆结束后将注浆钻孔4用水泥浆封堵上，完成从顶板巷道注浆充填压实采空区的充填；其中预计注浆量计算公式为
Figure 392874DEST_PATH_IMAGE002
，式中V为注入干灰量，
Figure 386238DEST_PATH_IMAGE004
为等效采高，
Figure 202884DEST_PATH_IMAGE006
为工作面宽，
Figure 939896DEST_PATH_IMAGE008
为工作面推进距离。

Claims (2)

1.一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，其特征在于包括如下步骤： 
a．采煤工作面每掘进距离L米，在与采煤工作面走向一致的顶板巷道（3）中向采空区布置一组注浆钻孔（4），所述采煤工作面掘进距离L=h/tanψ，式中h为顶板巷道（3）距煤层的距离，ψ为走向充分采动角，所述每组注浆钻孔（4）至少为两个，注浆钻孔（4）左右对称，注浆钻孔（4）与煤层法向夹角应不大于60°；
b．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，确定施工注浆钻孔（4）的终孔层位；所述终孔层位与导水裂隙带顶部之间距离20m；所述等效采高hd=m-hc，式中m为煤层采厚，hc为采空区充填体压实后的高度，导水裂隙带高度hl=(7~10)hd；
c．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，注浆钻杆工作后在注浆钻孔（4）中产生离层，保证一定的范围内有离层形成，可以有效地实施注浆；
d．将在地面混合好的的粉煤灰浆通过井下巷道中铺设的管路输送到顶板巷道中，并通过设置在顶板巷道中的多台泥浆泵对粉煤灰浆进行二次加压，泥浆泵将二次加压过的粉煤灰浆通过注浆钻孔（4）注入采空区上离层，注浆结束后将注浆钻孔（4）用水泥浆封堵上，完成从顶板巷道注浆充填压实采空区的充填；其中预计注浆量计算公式为                                               ，式中V为注入干灰量，为等效采高，
Figure 2013104583777100001DEST_PATH_IMAGE006
为工作面宽，
Figure 2013104583777100001DEST_PATH_IMAGE008
为工作面推进距离。
2.一种从顶板巷道注浆充填压实采空区充填体的方法，其特征在于包括如下步骤： 
a．在采煤工作面（1）中部上方与采煤工作面切向一致的顶板巷道（3）中向正下方的采空区布置一组注浆钻孔（4），所述每组注浆钻孔（4）至少为三个，其中有一个注浆钻孔（4）垂直设置，其余注浆钻孔（4）左右对称，注浆钻孔（4）与煤层法向夹角应不大于60°；
b．根据采空区充填后的等效采高hd计算出导水裂隙带hl高度，确定施工注浆钻孔（4）的终孔层位；所述终孔层位与导水裂隙带顶部之间距离20m；所述等效采高hd=m-hc，式中m为煤层采厚，hc为采空区充填体压实后的高度，导水裂隙带高度hl=(7~10)hd；
c． 采用末端为花管的注浆钻杆向终孔层位钻孔，注浆钻杆工作后在注浆钻孔（4）中产生离层，保证一定的范围内有离层形成，可以有效地实施注浆；
d．将在地面混合好的的粉煤灰浆通过井下巷道中铺设的管路输送到顶板巷道中，并通过设置在顶板巷道中的多台泥浆泵对粉煤灰浆进行二次加压，泥浆泵将二次加压过的粉煤灰浆通过注浆钻孔（4）注入采空区上离层，注浆结束后将注浆钻孔（4）用水泥浆封堵上，完成从顶板巷道注浆充填压实采空区的充填；其中预计注浆量计算公式为
Figure 165430DEST_PATH_IMAGE002
，式中V为注入干灰量，
Figure 595274DEST_PATH_IMAGE004
为等效采高，
Figure 836900DEST_PATH_IMAGE006
为工作面宽，
Figure 112023DEST_PATH_IMAGE008
为工作面推进距离。
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