CN203655350U - 一种工作面过切眼的装置 - Google Patents

Abstract

一种工作面过切眼的装置，包括煤层的切眼，过切眼的工作面A（1）与工作面B（2）被所述切眼（3）隔开，所述切眼（3）的内部空间沿回采方向被止浆墙分割为多个充填段，每个充填段内填充有填充料。本实用新型的切眼内部空间沿回采方向被止浆墙分割为多个充填段，每个充填段内填充有填充料。这样，回采时，直接贯穿切眼内的填充料内即可，不需要转移综采设备，也不需要在切眼内做支护，保证工作面安全通过切眼，且使用方便，成本低廉。

Description

一种工作面过切眼的装置

技术领域

本实用新型涉及煤炭工业技术领域，尤其涉及一种工作面过切眼的装置。 

背景技术

煤炭是我国的主体能源，在一次能源结构中占70%左右。在未来相当长时期内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。但我国煤矿开采的顶板事故每年均有不同程度地发生，给煤炭安全开采造成了极大困难，也给矿工生命安全造成了极大威胁。因此，如何预防冒顶、片帮、冲击地压等顶板事故是煤炭生产中一项重要任务。 

矿井的掘进和回采是顶板事故的易发期，工作面掘进遇切眼是煤矿开采中越来越常见的现象，工作面过切眼是一直未能很好解决的技术难题。目前，工作面过切眼采取的主要措施有工作面调斜，加强支护、矿压观测及超高水材料充填。工作面调斜的角度较难确定，角度越大，控顶范围越小，对顶板管理越有利，但角度过大则会导致支架和刮板输送机上窜下溜、补架卸架等问题，角度过小会增加工作面与切眼之间煤柱一次性失稳破坏的范围，带来严重的安全隐患；支护强度过大，则容易发生穿底，支护强度过小，则达不到支护的目的；矿压观测的精度过低，把握不准初次来压、周期来压则会错过通过工作面的最佳时间；超高水材料价格较贵，不适用于井下充填。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种工作面过切眼的装置，保证工作面安全通过大型切眼，且操作简单、成本较低、便于推广应用。 

本实用新型所采用的技术方案如下： 

一种工作面过切眼的装置，过切眼的工作面A与工作面B被设置有沿回采方向被止浆墙分割为多个填充段的切眼隔开，每个充填段内填充有填充料。 

每个充填段均设置有输浆管和浆液监测管，所述输浆管与充填泵站连接。 

所述输浆管和浆液监测管以切眼的中心为对称设置。 

所述输浆管和浆液监测管分别设置在切眼的两下位置，且分别距离两端部10-15cm。 

所述输浆管的直径为20-30mm。 

所述填充料以煤块为骨料，以水泥-水玻璃双浆料为充填浆液。 

所述煤块为0.5-1m³的立方体。 

所述填充料的强度为2-8MPa。 

所述填充浆液的黏度为15-140mPa·s。 

与现有技术相比，本实用新型工作面过切眼的装置至少具有以下有益效果：本实用新型的切眼内部空间沿回采方向被止浆墙分割为多个充填段，每个充填段内填充有填充料。这样，回采时，直接贯穿切眼内的填充料内即可，不需要转移综采设备，也不需要在切眼内做支护，保证工作面安全通过切眼，且使用方便，成本低廉。 

附图说明：

图1为本实用新型的工作面俯视图； 

图2为图1沿A-A线第一充填段的剖面图； 

图3为充填注浆工艺流程图。 

图中附图标记含义： 

1-工作面A，2-工作面B，3-切眼，4-调车硐室，5-输浆管，6-浆液监测管。 

具体实施方式

切眼是在运输巷和回风巷之间顺煤层掘进的一条巷道，用来放综采设备，具有独立的回风系统。受地质条件及采掘条件的影响，有时会出现两个回采工作面之间过切眼的问题。为了解决该技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：首先在切眼内填充充填体，然后回采时贯穿切眼。本实用新型技术方案在应用时，不用将一个切眼内的综采设备转移至另外一个切眼内，也不用在切眼内设置支护等其他手段，保证工作面安全通过大型切眼，且使用方便，成本低廉。下面详细介绍本实用新型： 

本实用新型一种工作面过切眼的装置在应用时包括以下步骤： 

1、切眼内充填体支撑强度的确定 

充填体强度应能平衡煤层直接顶的重量和基本顶回转下沉形成的挤压变形压力，同时还要对空巷两帮提供有效支护，防止煤体片帮。工作面过切眼的过程中，依次逐段经历采场矿压作用。而充填体在此期间承受的压力峰值为工作面超前支撑压力和通过时的采场最大压 力。 

充填体支护强度公式为：P≥9.8KNhγ/1000 

式中： 

P-充填体强度 

N-载荷 

h-切眼高度，m 

γ-顶板岩石的平均密度，kg/m³

K–动压系数，参照同煤层来压期间与正常回采期间顶板对切眼的压力比值，1.1-1.2。 

2、充填浆液配比 

为保证注浆效果，达到填充体支撑强度，注浆采用水泥—水玻璃双液浆。 

选择P·O42.5、P·O52.5两种标号普通硅酸盐水泥和（0.5-1.2）：1水灰比等级，可选0.5：1、0.6：l、0.7：1、0.8：1、1：1、1.2：1等，并按照外加剂产品使用说明要求添加3%-4%的水玻璃进行多因素、多水平的全面组合试验，分别测定各种配比浆液的黏度、析水率、结石体单轴抗压强度等3个指标。 

（1）黏度测试 

黏度是度量流体粘滞性大小的物理量。为便于施工现场测试，使用黏度计测试漏斗流出一定量浆液所用的时间来表示该水泥浆液的黏度，单位为秒(s)。 

（2）析水率测试 

析水性是指水泥浆液所含水分从浆体中析出的难易程度，常以析水率表示。析水率是指浆液析出水的体积与水泥浆总体积之比，按下 式计算。 

P=V₁／V₀×100 

式中： 

P-水泥浆液析水率，% 

V₁-析出水的体积，mL 

V₀-水泥浆液的总体积，mL。 

（3）结石体单轴抗压强度测试 

使用螺丝紧固式圆柱腔金属模具。预先按浆液配比配置好浆液，倒入7.07cm×7.07cm×7.07cm的试模中，再加入标准砂，搅拌捣固抹平。或者将标准砂加入配置好浆液的容器中，搅拌均匀后，倒入试模，捣固抹平。待浆液凝固后脱模，按照《GB／T17671—1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》要求养护，每种配比浆液制作9-12个试块，24h后拆模，标明制作日期、水灰比、外加剂种类及用量。分别测试1d、7d、28d龄期单轴抗压强度。每种配比、龄期测试3或4块试件，取平均值作为试验结果。 

经计算，充填体支撑强度一般为2-8MPa。根据试验结果合理选择浆液的配比，黏度15-140mPa·s；析水率虽然能够看到浆液析水情况，但是不能知道在注浆压力推动挤压下浆液的脱水情况，因此较难控制，注浆时需要不断搅拌并加入一些悬浮剂（如膨润土、高塑性黏土等）；结石体单轴抗压强度5-20MPa。 

3、注浆工艺 

工作面过切眼采用前进式分段注浆料填充方法，具体操作步骤如下： 

步骤1，将图1中长度L分为适当的N段，每一段长度为30-40m，如图2中d，段与段之间用砖墙隔开，作为止浆墙。 

步骤2，待止浆墙凝固5-7d后，把骨料煤块填充到第一充填段，煤块的大小可选择0.5-1m³的立方体，从下至上依次填充。 

步骤3，在充填好煤块的第一充填段打D20-30mm的输浆管5和浆液监测管6，输浆管5安置于距图2底端10-15cm处，其间距控制在1-2.5m之间，浆液监测管6安置于距图2顶部10-15cm处。 

步骤4，用高压胶管将充填泵站与输浆管5接通，将配置好的双液浆在1.5-2.5MP压力下注入第一充填段，当浆液监测管6处监测到浆液时则停止注浆，7-8h凝固后便达到一定强度，完成第一充填段填充注浆的全部工序，注浆可使骨料煤块连为一体，进而提高该地点整个煤墙的整体强度。 

步骤5，按照第一充填段填充注浆的步骤完成其余各段的操作。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于： 

1、选用水泥-水玻璃双液浆作为充填浆液，煤块作为骨料，形成一套完整、系统的注浆充填工艺； 

2、充填材料中的水泥、水玻璃价格较超高水低，骨料煤块取材方便、环保，减少了运行成本，推广应用可达到可观的经济效益； 

3、注浆充填操作工艺简单，安全系数较高，可充分保障工作人员的生命安全。

Claims (9)

1.一种工作面过切眼的装置，其特征在于：包括煤层的切眼，过切眼的工作面A（1）与工作面B（2）被设置有沿回采方向被止浆墙分割为多个填充段的所述切眼（3）隔开，每个充填段内填充有填充料。 

2.根据权利要求1所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：每个充填段均设置有输浆管（5）和浆液监测管（6），所述输浆管与充填泵站连接。 

3.根据权利要求2所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述输浆管（5）和浆液监测管（6）以切眼的中心为对称设置。 

4.根据权利要求3所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述输浆管（5）和浆液监测管（6）分别设置在切眼的两下位置，且分别距离两端部10-15cm。 

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述输浆管（5）的直径为20-30mm。 

6.根据权利要求1所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述填充料以煤块为骨料，以水泥-水玻璃双浆料为充填浆液。 

7.根据权利要求6所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述煤块为0.5-1m³的立方体。 

8.根据权利要求1或6所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述填充料的强度为2-8MPa。 

9.根据权利要求6所述的一种工作面过切眼的装置，其特征在于：所述填充浆液的黏度为15-140mPa·s。

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