CN108798769B - 条采采空区一体化综合治理施工方法 - Google Patents

条采采空区一体化综合治理施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108798769B
CN108798769B CN201810657742.XA CN201810657742A CN108798769B CN 108798769 B CN108798769 B CN 108798769B CN 201810657742 A CN201810657742 A CN 201810657742A CN 108798769 B CN108798769 B CN 108798769B
Authority
CN
China
Prior art keywords
goaf
grouting
filling
coal
coal pillar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810657742.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108798769A (zh
Inventor
尹大伟
陈绍杰
江宁
李志远
常西坤
郭惟嘉
陈兵
马宏发
刘兴全
汪锋
赵增辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
Shandong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Science and Technology filed Critical Shandong University of Science and Technology
Priority to CN201810657742.XA priority Critical patent/CN108798769B/zh
Publication of CN108798769A publication Critical patent/CN108798769A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108798769B publication Critical patent/CN108798769B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal

Abstract

本发明公开了一种条采采空区一体化综合治理施工方法，涉及煤矿采空区治理领域，首先对采空区进行矸石充填，再进行注浆充填，凝固后的矸石胶结体稳定性强，使条带开采后的采空区重新具有了承载能力，增强了整体的强度，减少了两侧煤柱的承载载荷；对采空区上的裂隙和离层进行注浆，使上覆岩层和浆液凝固胶结，令原本产生裂隙的岩层重新连结在一起，从而防止了上覆岩层向采空区的继续垮落；最后对煤柱屈服区注浆处理，进一步增强了煤柱的强度，防止煤柱的变形；施工方法简单，操作方便，一体化综合施工，成本低廉，确保采空区整体稳定性和承载力，减沉效果显著，适合大规模推广应用。

Description

条采采空区一体化综合治理施工方法
技术领域
本发明涉及煤矿采空区治理领域，具体的说是一种条采采空区一体化综合治理施工方法。
背景技术
条带开采是一种有效的控制地表沉陷的开采方法，被广泛的应用到我国“三下”压煤开采中。随着经济、社会的发展，我国矿业城市的许多新建建（构）筑物不得不修建在采空区上，采空区的稳定性是影响地表新建建（构）筑物的重要因素。目前，对长壁开采采空区的治理开展了大量的研究，主要采用注浆法，而条采采空区与长壁开采采空区具有显著的差异，可分为三种，顶板不垮落型、顶板部分垮落型以及顶板垮落充分型。同时，遗留的煤柱也形成了一定范围的破碎区、塑性区，同样影响地表新建建（构）筑物的安全。因此，在进行条采采空区治理时，应综合考虑顶板垮落情况，煤柱破碎区、塑性区分布而开展综合性治理。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明主要针对条采采空区和两侧的煤柱提供了一种条采采空区一体化综合治理施工方法，根据采空区顶板垮落类型、煤柱情况采用不同程度的矸石及注浆充填，提高整体采空区的稳定性和承载强度。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种条采采空区一体化综合治理施工方法，通过如下步骤实现：
1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一，通过钻孔一注入矸石进行充填，使矸石和采空区内垮落的岩石充满采空区；
2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一内放置具有若干注浆孔的注浆管一，对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；
3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一的底部设置止浆塞使底部封闭，向注浆管一内高压注浆，浆液通过注浆管一上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；
4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二，通过注浆管二向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整。
所述钻孔二设置于屈服区靠近弹性荷区的一侧。
本发明具有如下的技术效果：
1）本施工方法首先对采空区进行矸石充填，再进行注浆充填，凝固后的矸石胶结体稳定性强，使条带开采后的采空区重新具有了承载能力，增强了整体的强度，减少了两侧煤柱的承载载荷；
2）矸石胶结体对条带煤柱提供了一定的侧向约束力，煤柱由二向受力状态转为三向受力状态，提高了煤柱的强度，并且限制了煤柱的横向变形，提高了煤柱的稳定性；
3）对采空区上的裂隙和离层进行注浆，使上覆岩层和浆液凝固胶结，令原本产生裂隙的岩层重新连结在一起，从而防止了上覆岩层向采空区的继续垮落；
4）以条采采空区形态进行调查和精准探测，并根据探测结果明确采空区顶板的垮落情况，分情况进行矸石、注浆充填，达到最佳的减沉治理效果；
5）最后对煤柱屈服区注浆处理，进一步增强了煤柱的强度，防止煤柱的变形；
6）施工方法简单，操作方便，一体化综合施工，成本低廉，确保采空区整体稳定性和承载力，减沉效果显著，适合大规模推广应用。
附图说明
图1为本发明顶板全部垮落型采空区的施工结构示意图；
图2为本发明顶板部分垮落型采空区的施工结构示意图；
图3为本发明顶板不垮落型采空区的施工结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明设计了一种条采采空区一体化综合治理施工方法，通过如下步骤实现：
1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一1，通过钻孔一1注入矸石进行充填，使矸石和采空区内垮落的岩石充满采空区；
2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一1内放置具有若干注浆孔的注浆管一11，对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；
3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一11的底部设置止浆塞12使底部封闭，向注浆管一11内高压注浆，浆液通过注浆管一11上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；
4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二2，通过注浆管二21向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整。
作为优选的方式，所述钻孔二2设置于屈服区靠近弹性荷区的一侧。
作为具体的实施例，对本发明进行详细的说明。
以条采采空区进行调查和测绘、物探勘察为主以及以钻探为辅和验证的综合采空区探测技术对条采采空区形态进行探测，并根据探测结果（采空区顶板垮落情况）划分条采采空区属于顶板全部垮落型、顶板不垮落型、顶板部分垮落型哪一种。
实施例1：对于顶板全部垮落型采空区，采空区中堆积了大量垮落的岩石，如图1所示，具体施工方式如下：
1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一1，通过钻孔一1注入矸石进行充填，主要从左右两侧充填，使矸石和采空区内垮落的岩石充满采空区；
2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一1内放置具有若干注浆孔的注浆管一11，对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；
3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一11的底部设置止浆塞12使底部封闭，向注浆管一11内高压注浆，浆液通过注浆管一11上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；
4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二2，通过注浆管二21向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整。
实施例2：对于顶板部分垮落型采空区，采空区底部堆积了部分垮落的岩石，如图2所示，具体施工方式如下：
1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一1，通过钻孔一1注入矸石进行充填，使矸石和采空区内垮落的部分岩石充满采空区；
2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一1内放置具有若干注浆孔的注浆管一11，对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；
3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一11的底部设置止浆塞12使底部封闭，向注浆管一11内高压注浆，浆液通过注浆管一11上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；
4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二2，通过注浆管二21向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整。
实施例3：对于顶板不垮落型采空区，顶板发生弯曲，采空区底部没有垮落的岩石，上覆岩层的裂隙和离层范围较小，如图3所示，具体施工方式如下：
1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一1，通过钻孔一1注入矸石进行充填，使矸石充满采空区；
2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一1内放置具有若干注浆孔的注浆管一11，对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；
3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一11的底部设置止浆塞12使底部封闭，向注浆管一11内高压注浆，浆液通过注浆管一11上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；
4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二2，通过注浆管二21向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整。
综上所述，针对顶板垮落的不同情况，对本发明提出的方案进行调整，就能够完成整个条采采空区的矸石、注浆一体化施工处理，施工简单，成本低廉，大大增加了整体的稳定性和承载能力，提高了整体的强度。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种条采采空区一体化综合治理施工方法，其特征在于，通过如下步骤实现：1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一（1），通过钻孔一（1）注入矸石进行充填，使矸石和采空区内垮落的岩石充满采空区；2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一（1）内放置具有若干注浆孔的注浆 管一（11），对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一（11）的底部设置止浆塞（12）使底部封闭，向注浆管一（11）内高压注浆，浆液通过注浆管一(11)上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二（2），通过注浆管二（21）向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整，所述钻孔二（2）设置于屈服区靠近弹性荷区的一侧。
CN201810657742.XA 2018-06-25 2018-06-25 条采采空区一体化综合治理施工方法 Active CN108798769B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810657742.XA CN108798769B (zh) 2018-06-25 2018-06-25 条采采空区一体化综合治理施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810657742.XA CN108798769B (zh) 2018-06-25 2018-06-25 条采采空区一体化综合治理施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108798769A CN108798769A (zh) 2018-11-13
CN108798769B true CN108798769B (zh) 2020-06-02

Family

ID=64084779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810657742.XA Active CN108798769B (zh) 2018-06-25 2018-06-25 条采采空区一体化综合治理施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108798769B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109611146B (zh) * 2018-11-29 2020-10-13 山东科技大学 一种离层水疏放注浆方法
CN110454217A (zh) * 2019-08-12 2019-11-15 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司 一种采煤工作面填充支护方法
CN110671145A (zh) * 2019-10-24 2020-01-10 中国煤炭地质总局勘查研究总院 一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法
CN112360550A (zh) * 2020-10-28 2021-02-12 安徽理工大学 一种沿空留巷中低位顶板离层区煤基固废膏体注充方法
CN112878956A (zh) * 2021-01-20 2021-06-01 天津市华普生产力促进有限公司 一种市政工程的地基施工方法
CN113006862A (zh) * 2021-03-29 2021-06-22 张连杰 一种从地面钻孔回填治理采煤沉陷区新技术
CN115306479B (zh) * 2022-08-23 2023-06-09 中国矿业大学 一种基于废弃矿井采空区的co2区块化封存方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105257334A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 中国矿业大学 地面钻孔抽采卸压瓦斯与覆岩隔离注浆充填同步实施方法
CN105298538A (zh) * 2015-09-30 2016-02-03 中国矿业大学 利用地面瓦斯抽采钻孔实现注浆充填的一孔两用方法
CN105422170A (zh) * 2015-11-02 2016-03-23 安徽理工大学 一种建筑基础下中深采空区注浆加固处理方法
CN106555607A (zh) * 2016-12-02 2017-04-05 淮北矿业（集团）有限责任公司 一种老采空区注浆充填控制地表残余沉降方法
CN106593445A (zh) * 2016-12-02 2017-04-26 淮北矿业（集团）有限责任公司 一种老采空区下伏近距离煤层覆岩隔离注浆充填开采方法
CN206174997U (zh) * 2016-10-25 2017-05-17 淮北工业建筑设计院有限责任公司 一种采动覆岩走向分区隔离注浆充填结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105257334A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 中国矿业大学 地面钻孔抽采卸压瓦斯与覆岩隔离注浆充填同步实施方法
CN105298538A (zh) * 2015-09-30 2016-02-03 中国矿业大学 利用地面瓦斯抽采钻孔实现注浆充填的一孔两用方法
CN105422170A (zh) * 2015-11-02 2016-03-23 安徽理工大学 一种建筑基础下中深采空区注浆加固处理方法
CN206174997U (zh) * 2016-10-25 2017-05-17 淮北工业建筑设计院有限责任公司 一种采动覆岩走向分区隔离注浆充填结构
CN106555607A (zh) * 2016-12-02 2017-04-05 淮北矿业（集团）有限责任公司 一种老采空区注浆充填控制地表残余沉降方法
CN106593445A (zh) * 2016-12-02 2017-04-26 淮北矿业（集团）有限责任公司 一种老采空区下伏近距离煤层覆岩隔离注浆充填开采方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108798769A (zh) 2018-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108798769B (zh) 条采采空区一体化综合治理施工方法
CN108661705B (zh) 条采采空区四位一体综合治理施工方法
CN102536282B (zh) 一种矿山回采巷道底臌灾害防治方法
CN107989613A (zh) 一种覆岩离层分区隔离注浆充填开采煤层全部回采方法
CN104481536B (zh) 控制覆岩裂隙与地表沉陷的掘采充平行作业的采煤方法
CN103195443B (zh) 深部开采优化支护参数预防巷道滞后突水的方法
CN103244123B (zh) 一种急倾斜中厚矿体采矿方法
WO2015021783A1 (zh) 一种煤矿地下水库的人工挡水坝及其与煤柱坝体和围岩的连接方法
CN111734482A (zh) 一种利用矸石胶结与囊袋注浆联合支撑减损方法
CN111608726A (zh) 一种间隔式覆岩碎胀充填钢筋笼囊袋注浆减损方法
CN104775816A (zh) 切眼侧局部压煤覆岩隔离注浆充填不迁村开采方法
Zhang et al. Spontaneous caving and gob-side entry retaining of thin seam with large inclined angle
CN104330107A (zh) 一种固体充填采煤工作面充填质量评价方法
CN103899351A (zh) 一种处理复杂采空区的充填加固方法
CN114837663B (zh) 一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法
CN105673014A (zh) 坚硬顶板跳采工作面冲击地压控制方法
CN115030722B (zh) 一种采空区滞后充填高效保水采煤方法
CN113653492B (zh) 一种充填开采防治冲击地压方法
CN105804752A (zh) 一种煤矿条带开采中覆岩离层注浆减沉工艺
CN102733851B (zh) 合并再建矿井采掘影响区含水陷落柱的防治方法
CN112780276A (zh) 一种注浆改造复合顶板的全闭合爆破卸压结构及自留巷方法
Sakhno et al. Field investigations of deformations in soft surrounding rocks of roadway with roof-bolting support by auger mining of thin coal seams
Lai et al. Study on the Prediction of the Height of Two Zones in the Overlying Strata under a Strong Shock
Huang et al. Simulation research for the influence of mining sequence on coal pillar stability under highwall mining method
CN113530545A (zh) 孤岛工作面覆岩隔离注浆充填开采方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant