CN113790056A - 一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于巷道围岩技术领域，具体涉及一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法。本发明首先通过浅掘强化，减少对巷道的扰动；然后再及时喷浆封闭围岩，进一步减少对围岩的扰动；再把底板及时封闭，预防底鼓；同时进行围岩防风化，防止围岩风化；然后对护巷煤柱注浆加固，并配合切顶卸压，最后及时监测矿压，出现问题及时补强。本发明达到了保持围岩整体性、防止围岩风化破坏、巷道周边整体强化的目的，可全面、有效的控制动压松软煤层回采巷道的围岩变形，减少巷道的补强和扩帮起底作业，大大减小了巷道维护工程量，降低了巷道维护费用，保证了巷道正常安全使用，能最大程度的减少围岩破坏。
Description
技术领域
本发明属于巷道围岩技术领域，具体涉及一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法。
背景技术
煤矿井下巷道围岩的力学性能对巷道稳定性具有重要影响，松软煤层的煤体强度低、节理、裂隙发育，松软煤层回采巷道经受掘进动压或回采动压扰动影响后煤体变得更加松软酥碎，经瓦斯抽采后煤体强度进一步恶化，甚至煤体内部出现空洞，导致巷道两帮煤体大量向外挤出，顶板下沉、离层，巷道顶板具有安全隐患。现有技术是通过架棚保证巷道稳定，但是现场调研发现，松软煤层回采巷道围岩控制存在如下问题：
1）围岩变形破坏严重，主要表现为两帮移近量大，煤帮破碎成连片网兜状；底鼓严重，人工底板破裂顶起，呈竖立状，巷道返修工作量大；
2）采动影响下围岩破坏加剧，超前支护施工困难，围岩控制效果差，施工安全压力大。
因此，如何有效的控制动压松软煤层回采巷道的围岩变形破坏，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决受动压影响松软煤层回采巷道围岩变形、破坏严重的问题，提供了一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法。
本发明采用如下的技术方案实现：一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，首先通过浅掘强化，减少对巷道的扰动；然后再及时喷浆封闭围岩，进一步减少对围岩的扰动；再把底板及时封闭，预防底鼓；同时进行围岩防风化，防止围岩风化；然后对护巷煤柱注浆加固，并配合切顶卸压，最后及时监测矿压，出现问题及时补强。
进一步的，所述的浅掘强化减少一次掘进机的进深，提高截割头转数，降低截割头移动速度；在截割成巷的同时，保证不破坏围岩的整体性，以截齿齿痕清晰连续为标准，在顶板及两帮施工全粘结式锚杆和锚索，顶帮铺设金属网。
进一步的，所述的浅掘强化的掘进机的进深为0.8m，锚杆和锚索的间距为1.0m，排距为0.8m；锚杆的长度为2.4m，锚索包括帮锚索和顶锚索，帮锚索长度为4.3m，顶锚索长度为6.3m。
进一步的，所述喷浆封闭围岩是在顶帮裸露24h内，对顶板及两帮进行喷浆封闭，与所述锚杆和锚索构成钢筋混凝土封固层，封固层的厚度为50mm，封固层采用早强材料，封固层1h凝结、8h达结构中期强度。
进一步的，所述底板及时封闭包括清底、底板锚固和浇筑人工底板，在底板岩层整体性未破坏前加固以及浇筑混凝土强化底板。
进一步的，所述底板及时封闭的底板锚固采用全粘结式锚杆锚固，间排距为1.0m、长度为1.5m，垂直底板打设；
所述的浇筑人工底板首先铺设底板金属网，然后在实体底板及金属网上浇筑混凝土，构成人工钢筋混凝土底板；
所述浇筑混凝土强化底板包括无载荷人工底板和载荷底板；无载荷人工底板的厚度为50mm，载荷底板的厚度为200mm-400mm；浇筑混凝土1h凝结、8h达中期结构强度、24h达终强80%以上。
进一步的，所述围岩防风化首先待锚杆药包凝固后，对非锚固段进行封孔注浆封闭，保证浆液1min内凝固，孔内空间封闭后加托盘，施加预紧力；然后再对巷道围岩及时喷浆封闭。
进一步的，所述的护巷煤柱注浆加固采用两次注浆对煤柱进行加固，第一次注浆是在工作面回采期间进行，注浆区域为工作面前方20~40m区域；第二次注浆是在滞后工作面上进行，二次注浆为滞后工作面50~100m区域。
进一步的，所述的护巷煤柱注浆加固的第一次注浆和第二次注浆均布置有上、下两排注浆钻孔，上、下两排注浆钻孔的直径均为42mm，其中下排注浆钻孔的开孔高度距离巷道底板1.2m、仰角为0°、长度为4.5m、间距为6m；上排注浆钻孔距离巷道底板2.2m、仰角为15°、长度为4m、间距为6m。
进一步的，所述的切顶卸压是在巷道围岩保持完整性、稳定性的条件下，首先进行巷道超前支护；并密切监测围岩活动，顶底板有移近活动，增加支柱密度；然后在护巷煤柱采空区侧，随着工作面推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔进行切顶卸压。
本发明相比现有技术的有益效果：
本申请首先通过浅掘强化先减少对巷道的扰动，然后再及时喷浆封闭住围岩，进一步减少对围岩的扰动，再把底板及时封闭，预防底鼓，同时防止围岩风化，然后再将护巷煤柱注浆加固，配合切顶卸压，最后及时监测，发现问题及时补强，矿压监测与及时补强的相互配合、搭配应用，达到了保持围岩整体性、防止围岩风化破坏、巷道周边整体强化的目的，可全面、有效的控制动压松软煤层回采巷道的围岩变形，减少巷道的补强和扩帮起底作业，大大减小了巷道维护工程量，降低了巷道维护费用，保证了巷道正常安全使用，能最大程度的减少围岩破坏。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为护巷煤柱注浆加固的注浆钻孔布置平面图；
图3为护巷煤柱注浆加固的注浆钻孔布置剖面图；
图中: 1-上排注浆钻孔，2-下排注浆钻孔。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参照图1，本发明提供一种技术方案：一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，首先通过浅掘强化，减少对巷道的扰动；然后再及时喷浆封闭围岩，进一步减少对围岩的扰动；再把底板及时封闭，预防底鼓；同时进行围岩防风化，防止围岩风化；然后对护巷煤柱注浆加固，并配合切顶卸压，最后及时监测矿压，出现问题及时补强。
所述的浅掘强化是依据围岩自稳能力较差，完整性易破坏等特征，采用浅掘、轻扰动围岩的掘进方式，减少一次掘进机的进深，提高截割头转数，降低截割头移动速度；在截割成巷的同时，保证不破坏围岩的整体性，以截齿齿痕清晰连续为标准，在顶板及两帮施工全粘结式锚杆和锚索，顶帮铺设金属网。
所述的浅掘强化的掘进机的进深为0.8m，锚杆和锚索的间距均为1.0m、排距均为0.8m；锚杆的长度为2.4m，锚索包括帮锚索和顶锚索，帮锚索长度为4.3m，顶锚索长度为6.3m。
所述喷浆封闭围岩是在顶帮裸露24h内，对顶板及两帮进行喷浆封闭，与所述锚杆和锚索构成钢筋混凝土封固层，封固层的厚度为50mm，封固层采用早强材料，封固层1h凝结、8h达结构中期强度。
所述底板及时封闭包括清底、底板锚固和浇筑人工底板，确保在底板岩层整体性未破坏前加固以及浇筑混凝土强化底板。
所述底板及时封闭的底板锚固采用全粘结式锚杆锚固，间排距为1.0m、长度为1.5m，垂直底板打设；
所述的浇筑人工底板首先铺设底板金属网，然后在实体底板及金属网上浇筑混凝土，构成人工钢筋混凝土底板；
所述浇筑混凝土强化底板包括无载荷人工底板和载荷底板；无载荷人工底板的厚度为50mm，载荷底板的厚度为200mm-400mm；浇筑混凝土1h凝结、8h达中期结构强度、24h达终强80%以上。
所述围岩防风化首先待锚杆药包凝固后，对非锚固段进行封孔注浆封闭，保证浆液1min内凝固，孔内空间封闭后加托盘，施加预紧力；然后再对巷道围岩及时喷浆封闭。
所述的护巷煤柱注浆加固采用两次注浆对煤柱进行加固，第一次注浆是在工作面回采期间进行，注浆区域为工作面前方20~40m区域；第二次注浆是在滞后工作面上进行，二次注浆为滞后工作面50~100m区域。
如图2、3所示，所述的护巷煤柱注浆加固的第一次注浆和第二次注浆均布置有上、下两排注浆钻孔，上、下两排注浆钻孔的直径均为42mm，其中下排注浆钻孔2的开孔高度距离巷道底板1.2m、仰角为0°、长度为4.5m、间距为6m；上排注浆钻孔1距离巷道底板2.2m、仰角为15°、长度为4m、间距为6m。
所述的切顶卸压是在巷道围岩保持完整性、稳定性的条件下，首先进行巷道超前支护；并密切监测围岩活动，如发现顶底板有移近活动，增加支柱密度（即在架间增设一套支柱）；然后在护巷煤柱采空区侧，随着工作面推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔进行切顶卸压。
所述的超前支护是架设一梁三柱支架，支架的间距为1.0m，其采用单体液压支柱，保证初工作阻力；
所述的切顶钻孔的深度15m、间距为0.5m。
所述的矿压监测是测试顶板离层、锚杆和锚索受力和巷道围岩位移的分布，全面了解锚杆和锚索支护的工作状态，进而验证或修改锚杆和锚索支护初始设计；检测发现问题后及时补强，保证巷道的安全状态。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：首先通过浅掘强化，减少对巷道的扰动；然后再及时喷浆封闭围岩，进一步减少对围岩的扰动；再把底板及时封闭，预防底鼓；同时进行围岩防风化，防止围岩风化；然后对护巷煤柱注浆加固，并配合切顶卸压，最后及时监测矿压，出现问题及时补强。
2.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述的浅掘强化减少一次掘进机的进深，提高截割头转数，降低截割头移动速度；在截割成巷的同时，保证不破坏围岩的整体性，以截齿齿痕清晰连续为标准，在顶板及两帮施工全粘结式锚杆和锚索，顶帮铺设金属网。
3.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述的浅掘强化的掘进机的进深为0.8m，锚杆和锚索的间距为1.0m，排距为0.8m；锚杆的长度为2.4m，锚索包括帮锚索和顶锚索，帮锚索长度为4.3m，顶锚索长度为6.3m。
4.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述喷浆封闭围岩是在顶帮裸露24h内，对顶板及两帮进行喷浆封闭，与所述锚杆和锚索构成钢筋混凝土封固层，封固层的厚度为50mm，封固层采用早强材料，封固层1h凝结、8h达结构中期强度。
5.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述底板及时封闭包括清底、底板锚固和浇筑人工底板，在底板岩层整体性未破坏前加固以及浇筑混凝土强化底板。
6.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述底板及时封闭的底板锚固采用全粘结式锚杆锚固，间排距为1.0m、长度为1.5m，垂直底板打设；
所述的浇筑人工底板首先铺设底板金属网，然后在实体底板及金属网上浇筑混凝土，构成人工钢筋混凝土底板；
所述浇筑混凝土强化底板包括无载荷人工底板和载荷底板；无载荷人工底板的厚度为50mm，载荷底板的厚度为200mm-400mm；浇筑混凝土1h凝结、8h达中期结构强度、24h达终强80%以上。
7.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述围岩防风化首先待锚杆药包凝固后，对非锚固段进行封孔注浆封闭，保证浆液1min内凝固，孔内空间封闭后加托盘，施加预紧力；然后再对巷道围岩及时喷浆封闭。
8.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述的护巷煤柱注浆加固采用两次注浆对煤柱进行加固，第一次注浆是在工作面回采期间进行，注浆区域为工作面前方20~40m区域；第二次注浆是在滞后工作面上进行，二次注浆为滞后工作面50~100m区域。
9.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述的护巷煤柱注浆加固的第一次注浆和第二次注浆均布置有上、下两排注浆钻孔，上、下两排注浆钻孔的直径均为42mm，其中下排注浆钻孔（2）的开孔高度距离巷道底板1.2m、仰角为0°、长度为4.5m、间距为6m；上排注浆钻孔（1）距离巷道底板2.2m、仰角为15°、长度为4m、间距为6m。
10.根据权利要求1所述的一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法，其特征在于：所述的切顶卸压是在巷道围岩保持完整性、稳定性的条件下，首先进行巷道超前支护；并密切监测围岩活动，顶底板有移近活动，增加支柱密度；然后在护巷煤柱采空区侧，随着工作面推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔进行切顶卸压。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211214 |