CN107269220A - 一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法 - Google Patents

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刘建
程长勇
简学才
周峧洋
刘安福
蒋文荣
张海涛
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Abstract

本发明公开了一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法主要由强制放顶钻孔、水力致裂钻孔、超前预裂爆破钻孔组成，在采煤工作面切顶密集支护沿倾向布置两排强制放顶钻孔，在采煤工作面风巷超前支护沿走向方向布置一排超前预裂爆破钻孔，在采煤工作面上端头支护和风巷超前支护间布置水力致裂钻孔。该结构施工简便，使采煤工作面采空区顶板完整性得到破坏，超前支护段顶板压力得到释放和弱化，上隅角采空区悬顶能够及时垮落，降低因悬顶大面积垮落造成瓦斯超限的可能性，解决急倾斜综采工作面上隅角悬顶面积过大对矿井瓦斯治理和顶板管理带来的安全威胁，效果非常显著。

Description

一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法
技术领域
本发明属于煤矿回采安全领域，具体涉及一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法。
背景技术
对于采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法的急倾斜中厚煤层采煤工作面，采空区处理通常采用全部垮落法管理顶板，由于煤层倾角较大，采空区垮落的矸石将中、下部充填较为饱满后形成垫层，上隅角采空区经常出现顶板不垮落、悬顶距离超过作业规程规定等，当采空区悬顶面积过大时，液压支架受力增加，采煤工作面上出口支护和风巷超前支护段压力显现明显，巷道支护变形严重，极易诱发顶板事故，当采空区顶板大面积垮冒时易推垮切顶密集支柱，窜矸伤人，将采空区隅角瓦斯压出，造成瓦斯超限等，对采煤工作面安全生产造成严重制约和影响。
发明内容
本发明所要解决的问题在于针对上述现有技术中的不足，为加强急倾斜中厚煤层上隅角顶板管理，保证上隅角采空区悬顶能够及时垮落，有利于隅角瓦斯治理，为此，本发明提供一种施工方便、安全可靠的急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法主要由强制放顶钻孔、水力致裂钻孔、超前预裂爆破钻孔组成，在采煤工作面切顶密集支护沿倾向布置两排强制放顶钻孔，在采煤工作面风巷超前支护沿走向方向布置一排超前预裂爆破钻孔，在采煤工作面上端头支护和风巷超前支护间布置水力致裂钻孔。
上述一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法，其特征是：强制放顶钻孔靠近采煤工作面末尾液压支架上侧布置，孔间距500mm，排距200mm，孔径为40mm，孔深为2.5～3m，与采空区悬顶呈60～70度夹角，装药时用长度为1m的DN32矿用PVC管对剖成两半后夹在炸药上，PVC管剖缝沿工作面倾向布置，上端头支护巷顶的锚杆、锚索提前采取退锚措施。
上述一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法，其特征是：超前预裂爆破钻孔分布在风巷切顶密集支护沿巷道向外20m范围内，按间距1m在风巷锚棚支架梁头下200mm沿走向布置一排，孔深为3m，向采空区悬顶侧倾斜，与垂直顶板方向呈20～30度夹角，每次爆破距切顶密集支护距离为5～8m，每次最多起爆5个炮眼，装药用长度为800mm的DN32矿用PVC管对剖成两半后夹在炸药上，PVC管剖缝沿工作面走向布置。
上述一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法，其特征是：水力致裂钻孔在靠近工作面煤壁和煤柱两侧交错布置，在采煤工作面风巷超前支护段内靠近煤柱侧，采用锚杆钻机竖直向上施工一组水力致裂钻孔，孔径为32mm，孔深为13m，孔间距为8m，在采煤工作面风巷超前支护段内靠近煤壁侧，采用锚杆钻机竖直向上再施工一组水力致裂钻孔，孔径为32mm，孔深为8m，孔间距为8m。
上述一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法，其特征是：水力致裂钻孔必须在超前支护段内施工，在超前支护段内压裂，超前支护段要加强支护，支护强度根据压裂破坏岩层的层位进行计算。
本发明与现有技术相比的有益效果是：施工简便，使采煤工作面采空区顶板完整性得到破坏，超前支护段顶板压力得到释放和弱化，上隅角采空区悬顶能够及时垮落，降低因悬顶大面积垮落造成瓦斯超限的可能性，解决急倾斜综采工作面上隅角悬顶面积过大对矿井瓦斯治理和顶板管理带来的安全威胁，效果非常显著。
下面通过附图和实施例，对发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖视图。
图3为图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图。
图4为图1的Ⅲ-Ⅲ剖视图。
图中标号：风巷1、超前支护2、上端头支护3、切顶密集支护4、强制放顶钻孔5、水力致裂钻孔6、超前预裂爆破钻孔7、液压支架8、采空区9、悬顶10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
参见图1、图2、图3、图4，一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法主要由强制放顶钻孔（5）、水力致裂钻孔（6）、超前预裂爆破钻孔（7）组成，在采煤工作面切顶密集支护（4）沿倾向布置两排强制放顶钻孔（5），在采煤工作面风巷（1）超前支护（2）沿走向方向布置一排超前预裂爆破钻孔（7），在采煤工作面上端头支护（3）和风巷（1）超前支护（2）间布置水力致裂钻孔（6）。
本实施例中，所述强制放顶钻孔（5）靠近采煤工作面末尾液压支架（8）上侧布置，孔间距500mm，排距200mm，孔径为40mm，孔深为2.5～3m，与采空区（9）悬顶（10）呈60～70度夹角，装药时用长度为1m的DN32矿用PVC管对剖成两半后夹在炸药上，PVC管剖缝沿工作面倾向布置，上端头支护（3）巷顶的锚杆、锚索提前采取退锚措施。
本实施例中，所述超前预裂爆破钻孔（7）分布在风巷（1）切顶密集支护（4）沿巷道向外20m范围内，按间距1m在风巷（1）锚棚支架梁头下200mm沿走向布置一排，孔深为3m，向采空区（9）悬顶（10）侧倾斜，与垂直顶板方向呈20～30度夹角，每次爆破距切顶密集支护（4）距离为5～8m，每次最多起爆5个炮眼，装药用长度为800mm的DN32矿用PVC管对剖成两半后夹在炸药上，PVC管剖缝沿工作面走向布置。
本实施例中，所述水力致裂钻孔（6）在靠近工作面煤壁和煤柱两侧交错布置，在采煤工作面风巷（1）超前支护（2）段内靠近煤柱侧，采用锚杆钻机竖直向上施工一组水力致裂钻孔（6），孔径为32mm，孔深为13m，孔间距为8m，在采煤工作面风巷（1）超前支护（2）段内靠近煤壁侧，采用锚杆钻机竖直向上再施工一组水力致裂钻孔（6），孔径为32mm，孔深为8m，孔间距为8m。
本实施例中，所述水力致裂钻孔（6）必须在超前支护（2）段内施工，在超前支护（2）段内压裂，超前支护（2）段要加强支护，支护强度根据压裂破坏岩层的层位进行计算。
以上所述，仅是发明的较佳实施例，并非对发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种急倾斜综采工作面上隅角悬顶治理的方法主要由强制放顶钻孔（5）、水力致裂钻孔（6）、超前预裂爆破钻孔（7）组成，在采煤工作面切顶密集支护（4）沿倾向布置两排强制放顶钻孔（5），在采煤工作面风巷（1）超前支护（2）沿走向方向布置一排超前预裂爆破钻孔（7），在采煤工作面上端头支护（3）和风巷（1）超前支护（2）间布置水力致裂钻孔（6）。
2.根据权利要求1所述强制放顶钻孔（5）靠近采煤工作面末尾液压支架（8）上侧布置，孔间距500mm，排距200mm，孔径为40mm，孔深为2.5～3m，与采空区（9）悬顶（10）呈60～70度夹角，装药时用长度为1m的DN32矿用PVC管对剖成两半后夹在炸药上，PVC管剖缝沿工作面倾向布置，上端头支护（3）巷顶的锚杆、锚索提前采取退锚措施。
3.根据权利要求1所述超前预裂爆破钻孔（7）分布在风巷（1）切顶密集支护（4）沿巷道向外20m范围内，按间距1m在风巷（1）锚棚支架梁头下200mm沿走向布置一排，孔深为3m，向采空区（9）悬顶（10）侧倾斜，与垂直顶板方向呈20～30度夹角，每次爆破距切顶密集支护（4）距离为5～8m，每次最多起爆5个炮眼，装药用长度为800mm的DN32矿用PVC管对剖成两半后夹在炸药上，PVC管剖缝沿工作面走向布置。
4.根据权利要求1所述水力致裂钻孔（6）在靠近工作面煤壁和煤柱两侧交错布置，在采煤工作面风巷（1）超前支护（2）段内靠近煤柱侧，采用锚杆钻机竖直向上施工一组水力致裂钻孔（6），孔径为32mm，孔深为13m，孔间距为8m，在采煤工作面风巷（1）超前支护（2）段内靠近煤壁侧，采用锚杆钻机竖直向上再施工一组水力致裂钻孔（6），孔径为32mm，孔深为8m，孔间距为8m。
5.根据权利要求1所述水力致裂钻孔（6）必须在超前支护（2）段内施工，在超前支护（2）段内压裂，超前支护（2）段要加强支护，支护强度根据压裂破坏岩层的层位进行计算。
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