一種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采礦建井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對煤炭需求量的增加和開采深度的不斷加大，淺部資源日益枯竭，礦井開采深度以每年平均近8?12m的速度向深部延伸，隨著礦井開采深度和強度的逐年增加，我國礦山相繼進入了深部開采。隨著開采深度的增加，工程災(zāi)害日趨增多，如礦井沖擊地壓、巷道圍巖大變形、流變、地溫升高等，對深部資源的安全高效開采造成了巨大威脅。進入21世紀以來，沿空掘巷技術(shù)得到了大力推廣，越來越多的礦井采用這一技術(shù)。但是隨著開采深度的加大，沿空掘巷技術(shù)也受到了巨大的挑戰(zhàn)。
[0003]進入深部以后，地質(zhì)構(gòu)造變得復(fù)雜、自重應(yīng)力增大，煤巖體聚集了大量能量，在“三高一擾動”的特殊環(huán)境下，地下煤巖體的開挖卸荷導(dǎo)致應(yīng)力多次重新分布，煤巖體破壞具有動力響應(yīng)的突變性。在深井實施小煤柱沿空掘巷時，小煤柱產(chǎn)生應(yīng)力集中，變形加劇，其穩(wěn)定性受到了極大威脅。另外，小煤柱在高應(yīng)力作用下完全處于塑性，裂隙發(fā)育，如果不采取措施，容易造成上區(qū)段采空區(qū)的瓦斯等有害氣體滲漏到本區(qū)段巷道和采空區(qū)中，給本區(qū)段的安全生產(chǎn)造成了巨大的威脅。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的小煤柱防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏的方法一般是通過普通的錨桿、錨索支護煤柱，最多在小煤柱表面噴射普通混凝土。在深部高應(yīng)力條件下，小煤柱破碎嚴重，錨桿錨索的錨固力大幅降低，錨桿、錨索失效嚴重。噴射的普通混凝土脆性大，韌性不夠和抗沖擊強度差，在煤柱產(chǎn)生大變形的條件下，混凝土噴層開裂嚴重。因此，在深井高應(yīng)力條件下，現(xiàn)有的小煤柱支護技術(shù)對于預(yù)防小煤柱瓦斯?jié)B漏缺少有效的技術(shù)手段，有待于更進一步的改進和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，以解決深部高應(yīng)力沿空掘巷瓦斯?jié)B漏的技術(shù)問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方案包括：
[0007]—種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，其包括以下步驟：
[0008]A、在上區(qū)段下順槽外側(cè)向煤壁打錨索孔，在鉆孔內(nèi)用錨固劑錨固中空注漿錨索，并在中空注漿錨索端部安裝金屬網(wǎng)、鋼帶與錨索托盤，并對中空注漿錨索施加預(yù)緊力；
[0009]B、待上區(qū)段下順槽外側(cè)的中空注漿錨索安裝完成后，在上區(qū)段外側(cè)煤壁上噴射鋼纖維柔
[0010]性混凝土噴層；
[0011]C、上區(qū)段工作面采完后，轉(zhuǎn)入下區(qū)段上順槽掘進工作；
[0012]D、在下區(qū)段上順槽掘進過程中，首先將露置在下區(qū)段上順槽內(nèi)的中空注漿錨索上的錨固劑去除，然后在下區(qū)段外側(cè)煤壁的中空注漿錨索端部鋪設(shè)金屬網(wǎng)、鋼帶與錨索托盤，對中空注漿錨索施加預(yù)緊力，形成對小煤柱對穿加固；
[0013]E、待下區(qū)段上順槽外側(cè)的中空注漿錨索安裝完成后，在下區(qū)段外側(cè)煤壁上噴射鋼纖維柔性混凝土噴層；
[0014]F、在下區(qū)段上順槽噴射鋼纖維柔性混凝土噴層后，通過中空注漿錨索對上區(qū)段下順槽與下區(qū)段上順槽之間的小煤柱進行注漿加固。
[0015]所述的深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，其中，步驟A中，向所述的上區(qū)段下順槽外側(cè)煤壁安裝中空注漿錨索，所述中空注漿錨索頭部有注漿孔，注漿孔具有防護裝置，以免在錨固過程中堵塞注漿孔。
[0016]所述的深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，其中，步驟A中，向所述的中空注漿錨索端部安裝的鋼帶，所述的鋼帶為W鋼帶或者Μ鋼帶，鋼帶將每排的中空注漿錨索聯(lián)合起來。
[0017]所述的深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，其中，步驟Β中，向所述的上區(qū)段下順槽外側(cè)煤壁噴射鋼纖維柔性混凝土噴層，所述的鋼纖維柔性混凝土噴層，為在普通混凝土中增加入長為20-40mm、厚為0.5mm的鋼纖維。
[0018]所述的深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，其中，步驟D中，所述的小煤柱為區(qū)段煤柱寬度為3-5m;所述的對穿加固，為同一根中空注漿錨索，從兩端加固上區(qū)段下順槽與下區(qū)段上順槽之間的小煤柱。
[0019]所述的深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，其中，步驟F中，所述注漿漿液包括普通硅酸鹽水泥和注漿添加劑，普通硅酸鹽水泥漿按0.75:1的水灰比配制，注漿添加劑占注漿漿液重量的8 %?10 %。
[0020]本發(fā)明提供的一種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，通過對穿錨索加固小煤柱、小煤柱注漿和噴射鋼纖維柔性混凝土噴層三個主要步驟來實現(xiàn)，能有效的防止上區(qū)段瓦斯?jié)B漏到工作區(qū)段順槽和采空區(qū)，解決了深部高應(yīng)力沿空掘巷瓦斯?jié)B漏的技術(shù)問題，整套煤柱加固支護方法能有效防止采空區(qū)瓦斯?jié)B漏，降低支護材料成本，同時加快下區(qū)段上順槽的支護速度，提高掘進效率，本發(fā)明同時可降低支護材料成本，加快礦井支護速度，提高掘進效率，實現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟一體化的目標。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法之工作面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法的施工三維示意圖；
[0023]其中:1、金屬網(wǎng)，2、鋼纖維柔性混凝土噴層，3、鋼帶，4、錨索托盤，5、錨索索具，6、中空注漿錨索，7、注漿孔，8、小煤柱，9、上區(qū)段下順槽，10、下區(qū)段上順槽，11、上區(qū)段采空區(qū)，12、實體煤。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明提供了一種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明提供了一種深井沿空掘巷防采空區(qū)瓦斯?jié)B漏方法，如圖1與圖2所示的，其包括以下步驟:
[0026]A、在上區(qū)段下順槽9外側(cè)向煤壁打錨索孔，在鉆孔內(nèi)用錨固劑錨固中空注漿錨索6，并在中空注漿錨索6端部安裝金屬網(wǎng)1、鋼帶3與錨索托盤4，并對中空注漿錨索6施加預(yù)緊力；
[0027]B、待上區(qū)段下順槽9外側(cè)的中空注漿錨索6安裝完成后，在上區(qū)段外側(cè)9煤壁上噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2 ;
[0028]C、上區(qū)段工作面采完后，轉(zhuǎn)入下區(qū)段上順槽10掘進工作；
[0029]D、在下區(qū)段上順槽10掘進過程中，首先將露置在下區(qū)段上順槽10內(nèi)的中空注漿錨索6上的錨固劑去除，然后在下區(qū)段外側(cè)煤壁的中空注漿錨索6端部鋪設(shè)金屬網(wǎng)1、鋼帶3與錨索托盤4，對中空注漿錨索6施加預(yù)緊力，形成對小煤柱8對穿加固；
[0030]E、待下區(qū)段上順槽10外側(cè)的中空注漿錨索6安裝完成后，在下區(qū)段外側(cè)煤壁上噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2 ;
[0031]F、在下區(qū)段上順槽10噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2后，通過中空注漿錨索6對上區(qū)段下順槽9與下區(qū)段上順槽10之間的小煤柱8進行注漿加固。
[0032]更進一步的，步驟A中，向所述的上區(qū)段下順槽9外側(cè)煤壁安裝中空注漿錨索6，所述中空注漿錨索6頭部有注漿孔7，注漿孔7具有防護裝置，以免在錨固過程中堵塞注漿孔7。
[0033]而且步驟A中，向所述的中空注漿錨索6端部安裝的鋼帶3，所述的鋼帶3為W鋼帶或者Μ鋼帶，鋼帶3將每排的中空注漿錨索6聯(lián)合起來，改變了圍巖應(yīng)力狀態(tài)和協(xié)調(diào)了錨索受力。
[0034]在本發(fā)明的另一較佳實施例中，步驟Β中，向所述的上區(qū)段下順槽外側(cè)煤壁噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2，所述的鋼纖維柔性混凝土噴層，為在普通混凝土中增加入長為20-40mm、厚為0.5mm的鋼纖維，鋼纖維柔性混凝土噴層比同級普通混凝土的抗拉強度提高54-100%，初裂強度提高160-500%，沖擊疲勞強度提高8-15倍，抵抗采面對其的動壓破壞。而且步驟D中，所述的小煤柱為區(qū)段煤柱寬度為3-5m ;所述的對穿加固，為同一根中空注漿錨索6，從兩端加固上區(qū)段下順槽9與下區(qū)段上順槽10之間的小煤柱8，從而減少錨索使用的數(shù)量，同時解決了破碎煤體中錨索錨固力低下，錨索失效的問題。步驟F中，所述注漿漿液包括普通硅酸鹽水泥和注漿添加劑，普通硅酸鹽水泥漿按0.75:1的水灰比配制，注漿添加劑占注漿漿液重量的8%?10%。所述注漿漿液可選用P032.5普通硅酸鹽水泥漿，水泥漿按0.75:1的水灰比配制，注漿添加劑為ACZ -1型水泥注漿添加劑，ACZ-1添加劑具有吸附分散減水的作用，可以明顯降低水泥漿液的粘度，提高水泥漿液的可注性和裂隙巖體注漿加固抗?jié)B性能，并且ACZ-1添加劑能大幅提高水泥漿結(jié)石體強度，使得結(jié)石體具有早強、高強的特性，可使注漿加固作用盡早得到發(fā)揮，防止瓦斯?jié)B漏。
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