CN105909284A - 一种大采高煤壁片帮防治控制方法 - Google Patents

一种大采高煤壁片帮防治控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大采高煤壁片帮防治控制方法，本发明可以更好的对煤壁进行保护支护，本发明利用液压支架对煤壁和巷道进行支护，并对煤层设置多种类型的注浆钻孔，从不同的角度力对其进行注浆锚固，有效的防止煤层在压力作用下变形，煤壁破坏而脱落产生片帮的现象。本发明在不同的煤层高度设置不同方向的注浆钻孔，防止各层的煤块与岩块出现断裂而导致片帮的发生，本发明的各个煤壁注浆钻孔可以同时相互之间发挥作用，对各个煤层进行防护支护，提高整个煤层的强固度，降低煤壁片帮的发生。

Description

一种大采高煤壁片帮防治控制方法
技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域，尤其是涉及一种大采高煤壁片帮防治控制方法。
背景技术
与分层开采相比，大采高综采具有生产能力大、单产高、巷道布置与工序简单、巷道掘进量与维护量小、回采工效和煤炭资源采出率高、设备搬家倒面次数少和节约假顶材料等优点；与放顶煤开采相比，大采高综采具有工 序减少、煤炭资源采出率高，含研率少及采面煤尘少等优点，大采高综采为我国开采缓倾斜厚煤层的主要发展方向之一，也是建设一井一面(或两面)的安全高效现代化矿井的主要采煤方法之一。然而在大采高仰斜综采工作面条件下往往会发生煤壁片帮现象，进而会导致端面冒顶，给安全生产带来隐患，有时会严重影响工作面的正常推进。煤壁片帮，是指矿井作业面、巷道侧壁在压力作用下变形，破坏而脱落的现象，煤壁片帮往往会出现冒顶现象，冒顶是顶板失控而自行冒落的现象。二者常同时发生，一旦发生冒顶片帮，往往造成人身伤亡事故，极大的威胁着煤矿开采的安全性。
因此，对于煤矿片帮应当十分重视，进行有效的片帮防治。目前的片帮防治一般比较简单，比如，在工作面用有护帮板的液压支架，减少控顶的空间，及时支护，在落煤后及时支护，保持支架的数量和支护压力等的规定要求，检修时人员如果在煤壁侧作业时，必须闭锁刮板机、采煤机等规定，有安检员在场。严格控制采高，煤壁片帮时，人员不能在机道处工作。如果要在机道处工作，必须实行敲帮问顶。打好煤壁处的支护。割煤后，在采煤机3-5米后再进行移架等。这些防治方法虽然比较简单，但是，在防护的效果上，具有一定的缺陷，防护效果不牢固，对煤矿的开采的安全仍然具有一定的威胁性。
发明内容
本发明针对现有的技术问题，提供一种大采高煤壁片帮防治控制方法，可以更好的对煤壁进行保护支护，本发明利用液压支架对煤壁和巷道进行支护，并对煤层设置多种类型的注浆钻孔，从不同的角度力对其进行注浆锚固，有效的防止煤层在压力作用下变形，煤壁破坏而脱落产生片帮的现象。本发明在不同的煤层高度设置不同方向的注浆钻孔，防止各层的煤块与岩块出现断裂而导致片帮的发生，本发明的各个煤壁注浆钻孔可以同时相互之间发挥作用，对各个煤层进行防护支护，提高整个煤层的强固度，降低煤壁片帮的发生。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）利用液压支架一对煤层上方的直接顶及老顶进行支护；
（2）利用液压支架二对煤壁进行预支护；
（3）利用气柱架柱式钻机在煤壁上沿着不同的煤壁高度分别钻设出垂直于煤壁和沿煤壁向上倾斜的注浆钻孔；
（4）在钻孔施工完毕后，利用注浆管捆绑棕绳，并将棕绳以软锚杆的形式送至钻孔底部，然后，在钻孔内利用气动双液化学注浆泵注入化学注浆进行锚固，使得化学注浆与棕绳交联锚固在一体；
（5）移除气柱架柱式钻机及液压支架二，在综采工作面利用采煤机对煤层进行开采；
（6）随着对煤层的开采推进，对煤层上方进行实时支护，并在推进的距离达到所述步骤（3）的注浆钻孔深度的百分之95时，重复所述步骤（1）-（5）。
进一步，作为优选，所述步骤（3）中，利用气柱架柱式钻机在煤壁上沿着不同的煤壁高度分别钻设出垂直于煤壁和沿煤壁向上倾斜的注浆钻孔的具体操作步骤为：首先，利用气柱架柱式钻机在煤壁的三分之二高度的位置垂直于煤壁片帮钻设第一类煤壁注浆钻孔；之后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的四分之一高度的位置垂直于煤壁钻设第二类煤壁注浆钻孔；再之后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的顶部位置沿着与煤壁成83-86°的向上倾斜方向钻设第三类煤壁注浆钻孔；然后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的第一类煤壁注浆钻孔与第二类煤壁注浆钻孔之间的钻设第四类煤壁注浆钻孔；最后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的第四类煤壁注浆钻孔与第二类煤壁注浆钻孔之间的钻设第五类煤壁注浆钻孔，且第五类煤壁注浆钻孔向上的倾斜度大于第四类煤壁注浆钻孔的倾斜度，第四类煤壁注浆钻孔向上的倾斜度大于第三类煤壁注浆钻孔的倾斜度，且要求第五类煤壁注浆钻孔和第三类煤壁注浆钻孔的最深位置均达到煤层最上端的老顶位置，第四类煤壁注浆钻孔的最深位置至少也要达到煤层上端的直接顶的位置；在所述步骤（1）中，利用液压支架一对煤层上方的直接顶及老顶进行支护时，所述液压支架一为近似L型支护架板，所述近似L型支护架板的底端铰接设置在支护底座上，所述近似L型支护架板的上支护板上铰接设置有液压缸一和液压缸二，液压缸一与液压缸二均倾斜支撑设置，且液压缸一与液压缸二的倾斜角度不同；所述步骤（2）中，利用液压支架二对煤壁进行预支护时，液压支架二的倾斜支护斜板支护设置在煤壁上，且倾斜支护斜板上设置有液压缸三和液压缸四，所述液压缸三和液压缸四均采用斜弯支撑杆支撑，且处于上端的斜弯支撑杆的支撑力为处于下端的斜弯支撑杆的支撑力的1.15-1.3倍之间。
进一步，作为优选，所述步骤（4）中，在注浆时，注浆的压力为4-6Mpa。
进一步，作为优选，所述步骤（3）中，注浆钻孔的深度为30-45m。
进一步，作为优选，所述步骤（6）随着对煤层的开采推进俯斜开采。
进一步，作为优选，在所述步骤（3）中，在运输巷与回风巷对应的位置间隔120-145m进行施工钻孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以更好的对煤壁进行保护支护，本发明利用液压支架对煤壁和巷道进行支护，并对煤层设置多种类型的注浆钻孔，从不同的角度力对其进行注浆锚固，有效的防止煤层在压力作用下变形，煤壁破坏而脱落产生片帮的现象。本发明在不同的煤层高度设置不同方向的注浆钻孔，防止各层的煤块与岩块出现断裂而导致片帮的发生，本发明的各个煤壁注浆钻孔可以同时相互之间发挥作用，对各个煤层进行防护支护，提高整个煤层的强固度，降低煤壁片帮的发生。
附图说明
图1为本发明在煤壁片帮防治时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）利用液压支架一对煤层上方的直接顶及老顶进行支护，具体支护方法为：利用液压支架一对煤层上方的直接顶7及老顶8进行支护时，所述液压支架一为近似L型支护架板10，所述近似L型支护架板的底端铰接设置在支护底座9上，所述近似L型支护架板10的上支护板上铰接设置有液压缸一11和液压缸二12，液压缸一与液压缸二均倾斜支撑设置，且液压缸一与液压缸二的倾斜角度不同；
（2）利用液压支架二对煤壁进行预支护，具体支护方法为：液压支架二的倾斜支护斜板15支护设置在煤壁上，且倾斜支护斜板15上设置有液压缸三13和液压缸四14，所述液压缸三和液压缸四均采用斜弯支撑杆支撑，且处于上端的斜弯支撑杆的支撑力为处于下端的斜弯支撑杆的支撑力的1.15-1.3倍之间；
（3）利用气柱架柱式钻机在煤壁上沿着不同的煤壁高度分别钻设出垂直于煤壁和沿煤壁向上倾斜的注浆钻孔，注浆钻孔的深度为30-45m，且在运输巷与回风巷对应的位置间隔120-145m进行施工钻孔：具体为：利用气柱架柱式钻机在煤壁上沿着不同的煤壁高度分别钻设出垂直于煤壁和沿煤壁向上倾斜的注浆钻孔的具体操作步骤为：首先，利用气柱架柱式钻机在煤壁的三分之二高度的位置垂直于煤壁片帮钻设第一类煤壁注浆钻孔1；之后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的四分之一高度的位置垂直于煤壁钻设第二类煤壁注浆钻孔2；再之后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的顶部位置沿着与煤壁成83-86°的向上倾斜方向钻设第三类煤壁注浆钻孔3；然后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的第一类煤壁注浆钻孔与第二类煤壁注浆钻孔之间的钻设第四类煤壁注浆钻孔4；最后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的第四类煤壁注浆钻孔与第二类煤壁注浆钻孔之间的钻设第五类煤壁注浆钻孔5，且第五类煤壁注浆钻孔向上的倾斜度大于第四类煤壁注浆钻孔的倾斜度，第四类煤壁注浆钻孔向上的倾斜度大于第三类煤壁注浆钻孔的倾斜度，且要求第五类煤壁注浆钻孔和第三类煤壁注浆钻孔的最深位置均达到煤层最上端的老顶位置，第四类煤壁注浆钻孔的最深位置至少也要达到煤层上端的直接顶的位置；
（4）在钻孔施工完毕后，利用注浆管捆绑棕绳，并将棕绳以软锚杆的形式送至钻孔底部，然后，在钻孔内利用气动双液化学注浆泵注入化学注浆进行锚固，使得化学注浆与棕绳交联锚固在一体，在注浆时，注浆的压力为4-6Mpa；
（5）移除气柱架柱式钻机及液压支架二，在综采工作面利用采煤机对煤层进行开采；
（6）随着对煤层的开采推进，对煤层的开采推进俯斜开采，对煤层上方进行实时支护，并在推进的距离达到所述步骤（3）的注浆钻孔深度的百分之95时，重复所述步骤（1）-（5）。
本发明可以更好的对煤壁进行保护支护，本发明利用液压支架对煤壁和巷道进行支护，并对煤层设置多种类型的注浆钻孔，从不同的角度力对其进行注浆锚固，有效的防止煤层在压力作用下变形，煤壁破坏而脱落产生片帮的现象。本发明在不同的煤层高度设置不同方向的注浆钻孔，防止各层的煤块与岩块出现断裂而导致片帮的发生，本发明的各个煤壁注浆钻孔可以同时相互之间发挥作用，对各个煤层进行防护支护，提高整个煤层的强固度，降低煤壁片帮的发生。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）利用液压支架一对煤层上方的直接顶及老顶进行支护；
（2）利用液压支架二对煤壁进行预支护；
（3）利用气柱架柱式钻机在煤壁上沿着不同的煤壁高度分别钻设出垂直于煤壁和沿煤壁向上倾斜的注浆钻孔；
（4）在钻孔施工完毕后，利用注浆管捆绑棕绳，并将棕绳以软锚杆的形式送至钻孔底部，然后，在钻孔内利用气动双液化学注浆泵注入化学注浆进行锚固，使得化学注浆与棕绳交联锚固在一体；
（5）移除气柱架柱式钻机及液压支架二，在综采工作面利用采煤机对煤层进行开采；
（6）随着对煤层的开采推进，对煤层上方进行实时支护，并在推进的距离达到所述步骤（3）的注浆钻孔深度的百分之95时，重复所述步骤（1）-（5）。
2.根据权利要求1所述的一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于：所述步骤（3）中，利用气柱架柱式钻机在煤壁上沿着不同的煤壁高度分别钻设出垂直于煤壁和沿煤壁向上倾斜的注浆钻孔的具体操作步骤为：首先，利用气柱架柱式钻机在煤壁的三分之二高度的位置垂直于煤壁片帮钻设第一类煤壁注浆钻孔；之后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的四分之一高度的位置垂直于煤壁钻设第二类煤壁注浆钻孔；再之后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的顶部位置沿着与煤壁成83-86°的向上倾斜方向钻设第三类煤壁注浆钻孔；然后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的第一类煤壁注浆钻孔与第二类煤壁注浆钻孔之间的钻设第四类煤壁注浆钻孔；最后，利用气柱架柱式钻机在煤壁的第四类煤壁注浆钻孔与第二类煤壁注浆钻孔之间的钻设第五类煤壁注浆钻孔，且第五类煤壁注浆钻孔向上的倾斜度大于第四类煤壁注浆钻孔的倾斜度，第四类煤壁注浆钻孔向上的倾斜度大于第三类煤壁注浆钻孔的倾斜度，且要求第五类煤壁注浆钻孔和第三类煤壁注浆钻孔的最深位置均达到煤层最上端的老顶位置，第四类煤壁注浆钻孔的最深位置至少也要达到煤层上端的直接顶的位置；在所述步骤（1）中，利用液压支架一对煤层上方的直接顶及老顶进行支护时，所述液压支架一为近似L型支护架板，所述近似L型支护架板的底端铰接设置在支护底座上，所述近似L型支护架板的上支护板上铰接设置有液压缸一和液压缸二，液压缸一与液压缸二均倾斜支撑设置，且液压缸一与液压缸二的倾斜角度不同；所述步骤（2）中，利用液压支架二对煤壁进行预支护时，液压支架二的倾斜支护斜板支护设置在煤壁上，且倾斜支护斜板上设置有液压缸三和液压缸四，所述液压缸三和液压缸四均采用斜弯支撑杆支撑，且处于上端的斜弯支撑杆的支撑力为处于下端的斜弯支撑杆的支撑力的1.15-1.3倍之间。
3.根据权利要求1所述的一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于：所述步骤（4）中，在注浆时，注浆的压力为4-6Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于：所述步骤（3）中，注浆钻孔的深度为30-45m。
5.根据权利要求1所述的一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于：所述步骤（6）随着对煤层的开采推进俯斜开采。
6.根据权利要求1所述的一种大采高煤壁片帮防治控制方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，在运输巷与回风巷对应的位置间隔120-145m进行施工钻孔。
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