本發(fā)明屬于煤炭安全領(lǐng)域，涉及一種大采高采煤工作面片幫冒頂?shù)姆乐畏椒ā?/p>

背景技術(shù)：

綜合機(jī)械化開采是當(dāng)今現(xiàn)代化礦井普遍采用的采煤方式，具有效率高、投入低、安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著綜采設(shè)備制造和工作面管理水平的逐步提高，工作面的一次采出厚度逐漸增大，隨之引起的煤壁片幫、架前冒頂事故也愈加嚴(yán)重。煤壁片幫容易引起架前冒頂，同樣，冒頂也會進(jìn)一步加劇煤壁片幫，威脅工作面人員和設(shè)備安全，尤其在大采高工作面更加突出。

對于綜合機(jī)械化開采來說，煤壁片幫防治難度很大，不能像炮采工作面那樣通過打貼幫柱來解決，而且煤壁片幫還會導(dǎo)致架前無支護(hù)空間擴(kuò)大，進(jìn)而導(dǎo)致架前頂板(頂煤)漏冒，影響工作面推進(jìn)速度和正常循環(huán)作業(yè)，無法實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效開采，因此對大采高工作面煤壁片幫的防治具有極其重要意義．

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對煤壁片幫機(jī)理與防治進(jìn)行了大量研究，采取了多種方法進(jìn)行治理，比例：提高支架工作阻力、煤層注水改變煤體性質(zhì)、加快工作面推進(jìn)速度、合理確定采高、煤壁打錨桿、煤壁注漿等等，這些方法都在一定程度上減小了煤壁片幫、架前冒頂頻率和程度，但是這些方法也存在很多問題，一是投入成本高，二是工序復(fù)雜，嚴(yán)重影響工作面開采進(jìn)度，三是防治效果還不能完全滿足工作面高產(chǎn)高效的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的大采高采煤工作面片幫冒頂?shù)姆乐瓮度氤杀靖?，工序?fù)雜，嚴(yán)重影響工作面開采進(jìn)度，防治效果還不能完全滿足工作面高產(chǎn)高效的要求。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種大采高采煤工作面片幫冒頂?shù)姆乐畏椒?，通過以下操作步驟形成人工假頂：

（S1）在工作面上順槽和下順槽之間施工2~3條聯(lián)絡(luò)巷，聯(lián)絡(luò)巷垂直于順槽；

（S2）在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)穩(wěn)設(shè)千米鉆機(jī)，在垂直于聯(lián)絡(luò)巷的方向上向兩側(cè)煤層施工注漿鉆孔，注漿鉆孔距離煤層頂板2~5分米，沿著煤層鉆進(jìn)；

（S3）注漿鉆孔鉆至設(shè)計(jì)位置停鉆，用高壓水將孔內(nèi)煤粉沖洗干凈，拔出鉆桿；

（S4）注漿鉆孔的孔內(nèi)插入鋁塑管，鋁塑管前端鉆有三花形布置的花孔；

（S5）將鋁塑管和注漿泵連接，注入聚氨酯化學(xué)漿液；

（S6）注漿鉆孔的孔口用封孔材料封孔，防止聚氨酯化學(xué)漿液泄露。

進(jìn)一步，在（S1）中，所述聯(lián)絡(luò)巷的巷寬3.5~4.5米，巷高2.6~3.0米。

進(jìn)一步，在（S2）中，所述注漿鉆孔的直徑為7.5~10.5厘米，注漿鉆孔間距為1.0~5.0米。

進(jìn)一步，在（S3）中，所述設(shè)計(jì)位置為注漿鉆孔的孔底距離切眼3~8米處。。

進(jìn)一步，在（S4）中，所述鋁塑管的直徑為1.3~2厘米。

進(jìn)一步，所述鋁塑管前端2米鉆出三花形布置的花孔，花孔的直徑為6~10毫米，花孔間距1~5分米。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：通過采用本發(fā)明涉及的一種大采高采煤工作面片幫冒頂防治方法，在煤層上部通過打鉆注漿，形成人工假頂，可從三個(gè)方面防止工作面片幫冒頂?shù)?，第一，人工假頂可以將工作面頂板的壓力傳遞到煤壁深部和液壓支架上，從而減少頂板對煤壁的壓力；第二，可以將人工假頂上部煤體固結(jié)在一起，提高上部煤體的抗壓、抗剪強(qiáng)度，防止發(fā)生片幫；第三，人工假頂可以有效地對液壓支架和煤壁之間頂板進(jìn)行支護(hù)，防止頂板巖石冒落；本發(fā)明投入成本低，工序簡單，防治效果好，可滿足工作面高產(chǎn)高效的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中注漿鉆孔布置平面示意圖。

圖2是本發(fā)明中注漿鉆孔布置剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明中注漿鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，沿著采區(qū)上山7開設(shè)上順槽1和下順槽2，上順槽1和下順槽2之間施工2~3條聯(lián)絡(luò)巷，用于通風(fēng)、行人或者運(yùn)輸物料，聯(lián)絡(luò)巷的巷寬為3.5~4.5米，巷高為2.6~3.0米；當(dāng)工作面的上順槽1、下順槽2施工至聯(lián)絡(luò)巷口時(shí)，即開始施工聯(lián)絡(luò)巷3，聯(lián)絡(luò)巷垂直于順槽，聯(lián)絡(luò)巷3施工完成后即開始穩(wěn)設(shè)千米鉆機(jī)施工注漿鉆孔，注漿鉆孔的直徑為7.5~10.5厘米，注漿鉆孔間距為1.0~5.0米，注漿鉆孔5朝向切眼6進(jìn)行施工，如圖2所示，施工時(shí)要保證以下三個(gè)方面：

（1）注漿鉆孔5的方向：既要保證注漿鉆孔5在煤層8水平方向平行布置，也要保證注漿鉆孔5距離煤層頂板始終在2~5分米之間。

（2）注漿鉆孔5達(dá)到設(shè)計(jì)位置時(shí)停止鉆進(jìn)，以留設(shè)一定的保護(hù)煤柱。

（3）每個(gè)注漿鉆孔施工結(jié)束后，要用高壓水或高壓風(fēng)將孔內(nèi)的煤粉沖洗干凈。

如圖3所示，每個(gè)注漿鉆孔施工結(jié)束，立即向孔內(nèi)插入鋁塑管12，鋁塑管12一直伸到孔底，鋁塑管的直徑為1.3~2厘米，鋁塑管前端2米鉆出三花形布置的花孔，花孔的直徑為6~10毫米，花孔間距1~5分米；在插鋁塑管12前，要將鋁塑管12前端用破布塞住，以免在插的過程當(dāng)中煤粉進(jìn)入鋁塑管12內(nèi)部造成堵管。

鋁塑管后端與注漿泵通過注漿機(jī)連接管11相連，采用注漿泵進(jìn)行注漿，以漿液10將注漿鉆孔孔內(nèi)注滿，并且孔口出現(xiàn)漿液為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)要在孔口準(zhǔn)備塞入封孔材料9，防止大量漏漿，封孔材料一般選用布條、泡沫或者橡膠塞子等。

設(shè)計(jì)的注漿鉆孔全部注漿完成，形成人工假頂，工作面即可開始回采；回采期間，可以施工聯(lián)絡(luò)巷4，聯(lián)絡(luò)巷4施工結(jié)束，即可以施工剩余的注漿鉆孔。

實(shí)施例1

當(dāng)工作面的上順槽1和下順槽2施工至聯(lián)絡(luò)巷口時(shí)，即開始施工聯(lián)絡(luò)巷3，聯(lián)絡(luò)巷3垂直于順槽，聯(lián)絡(luò)巷的巷寬為3.5米，巷高為2.6米；聯(lián)絡(luò)巷3施工完成后，即開始在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)穩(wěn)設(shè)千米鉆機(jī)施工注漿鉆孔，注漿鉆孔的直徑為7.5厘米，注漿鉆孔間距為1米，注漿鉆孔5朝向切眼6進(jìn)行施工，既要保證注漿鉆孔5在煤層8水平方向平行布置，也要保證注漿鉆孔5距離煤層頂板始終在2~5分米之間；注漿鉆孔5距離切眼3米時(shí)停止鉆進(jìn)，以留設(shè)一定的保護(hù)煤柱，每個(gè)注漿鉆孔施工結(jié)束后，要用高壓水或高壓風(fēng)將孔內(nèi)的煤粉沖洗干凈；每個(gè)注漿鉆孔施工結(jié)束，立即向孔內(nèi)插入鋁塑管12，鋁塑管12一直伸到孔底，鋁塑管的直徑為2厘米，鋁塑管前端2米鉆出三花形布置的花孔，花孔的直徑為6毫米，花孔間距1分米；在插鋁塑管12前，要將鋁塑管12前端用破布塞住，以免在插的過程當(dāng)中煤粉進(jìn)入鋁塑管12內(nèi)部造成堵管；鋁塑管后端與注漿泵通過注漿機(jī)連接管11相連，采用注漿泵進(jìn)行注漿，以漿液10將注漿鉆孔孔內(nèi)注滿，并且孔口出現(xiàn)漿液為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)要在孔口準(zhǔn)備塞入封孔材料9，防止大量漏漿，封孔材料一般選用布條、泡沫或者橡膠塞子等；設(shè)計(jì)的注漿鉆孔全部注漿完成，形成人工假頂，工作面即可開始回采；回采期間，可以施工聯(lián)絡(luò)巷4，聯(lián)絡(luò)巷4施工結(jié)束，即可以施工剩余的注漿鉆孔。

實(shí)施例2

當(dāng)工作面的上順槽1和下順槽2施工至聯(lián)絡(luò)巷口時(shí)，即開始施工聯(lián)絡(luò)巷3，聯(lián)絡(luò)巷3垂直于順槽，聯(lián)絡(luò)巷的巷寬為4.5米，巷高為3.0米；聯(lián)絡(luò)巷3施工完成后，即開始在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)穩(wěn)設(shè)千米鉆機(jī)施工注漿鉆孔，注漿鉆孔的直徑為10.5厘米，注漿鉆孔間距為5米，注漿鉆孔5朝向切眼6進(jìn)行施工，既要保證注漿鉆孔5在煤層8水平方向平行布置，也要保證注漿鉆孔5距離煤層頂板始終在2~5分米之間；注漿鉆孔5距離切眼5米時(shí)停止鉆進(jìn)，以留設(shè)一定的保護(hù)煤柱，每個(gè)注漿鉆孔施工結(jié)束后，要用高壓水或高壓風(fēng)將孔內(nèi)的煤粉沖洗干凈；每個(gè)注漿鉆孔施工結(jié)束，立即向孔內(nèi)插入鋁塑管12，鋁塑管12一直伸到孔底，鋁塑管的直徑為2厘米，鋁塑管前端2米鉆出三花形布置的花孔，花孔的直徑為1厘米，花孔間距5分米；在插鋁塑管12前，要將鋁塑管12前端用破布塞住，以免在插的過程當(dāng)中煤粉進(jìn)入鋁塑管12內(nèi)部造成堵管；鋁塑管后端與注漿泵通過注漿機(jī)連接管11相連，采用注漿泵進(jìn)行注漿，以漿液10將注漿鉆孔孔內(nèi)注滿，并且孔口出現(xiàn)漿液為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)要在孔口準(zhǔn)備塞入封孔材料9，防止大量漏漿，封孔材料一般選用布條、泡沫或者橡膠塞子等；設(shè)計(jì)的注漿鉆孔全部注漿完成，形成人工假頂，工作面即可開始回采；回采期間，可以施工聯(lián)絡(luò)巷4，聯(lián)絡(luò)巷4施工結(jié)束，即可以施工剩余的注漿鉆孔。