一种注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法与流程

1.本发明涉及采矿技术领域，特别是指一种注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法。


背景技术：

2.随着我国矿井的开采深度和强度的不断增加，冲击地压矿井数量逐渐攀升，基于防治冲击地压的矿井开采设计和高应力煤岩体卸压方式呈现多样性、复杂性。其中基于负煤柱开采方式的巷道布置得到认可并在部分矿井中的厚煤层分层开采中广泛应用。负煤柱巷道布置方式特殊的围岩结构能够解决常规巷道布置方式面临的围岩高应力、高弹性能聚集的问题，能够从结构调控方面消除巷道冲击地压危险。但是，负煤柱巷道布置方式面临的顶板破碎、人工假顶鼓包问题突出，尤其是部分矿井下分层巷道直接以上分层开采冒落矸石为直接顶，顶板维护困难的问题更加显著。
3.目前，常用的管理顶板方法为注浆、锚网喷等方式，这种支护方式在常规的巷道布置方式中取得了较好的顶板控制效果，但不完全适用于负煤柱巷道布置方式破碎顶板管理。部分矿井负煤柱巷道的围岩结构由完全破碎冒落的矸石、中空和侧向悬顶组成，由于上分层开采冒落矸石未完全充填采空区而形成矸石顶板和中空，造成负煤柱巷道布置方式中锚杆(索)支护的锚固、组合作用无法体现。因此，急需提出一种新的注浆加固锚杆(索)悬吊维护负煤柱巷道布置方式破碎顶板的方法。
4.本发明提出一种将破碎顶板进行注浆充填形成新的直接顶后，再使用高牵引力锚杆(索)悬吊顶板的方法，能有效解决负煤柱巷道布置方式顶板破碎及人工假顶鼓包、变形的难题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法。
6.该方法包括步骤如下：
7.s1：上分层开采时，待本分层巷道上方直接顶垮落结束后，对已冒落的破碎顶板实施注浆加固工艺，使本分层巷道破碎顶板成为一个完整体，其中注浆工艺要从破碎顶板底部开始注浆，使注浆范围内的破碎顶板凝固成完整体；
8.s2：上分层工作面开采结束，且本分层巷道破碎顶板注浆完成后，掘进本分层巷道；
9.s3：本分层巷道掘进过程中，采用高牵引力锚杆悬吊注浆加固后的破碎顶板完整体，使其悬吊于侧向坚硬顶板，其中高牵引力锚杆的强度要能够承受此锚杆悬吊区域顶板的重量；
10.s4：本分层巷道掘锚完成后，回采本分层工作面，同时，处理下一分层破碎顶板，或掘进下一工作面上分层巷道；
11.s5：循环施工，直至本厚煤层开采结束。
12.上述，在上分层工作面开采时，待工作面上方直接顶垮落后对工作面后方进行充填，是一个随采、随冒、随充的过程；s1中具体为：在上分层工作面推采至直接顶垮落时，对后方采空区进行注浆，待注浆凝固后再继续推进进行上分层工作面的开采，接着对上分层工作面后方形成的采空区注浆，直至工作面回采结束、注浆完成。
13.s2中破碎顶板和上分层工作面开采形成的中空未被完全注浆，注浆高度为本分层巷道高度，巷道完整体顶板上方仍然留有部分中空，使巷道依然处于卸压区域。
14.s3中高牵引力锚杆能够替换为锚索，高牵引力锚杆或锚索的长度满足注浆加固后的破碎顶板完整体能够悬吊于侧向坚硬顶板。
15.s3中采用高牵引力锚杆(索)将顶板完整体悬吊于侧向坚硬岩层，这是一个边掘边锚的工序；s4、s5是一个循环往复的过程，直至本厚煤层回采完成。
16.本发明的上述技术方案的有益效果如下：
17.上述方案中，将破碎顶板进行注浆充填形成新的直接顶后，再采用高牵引力锚杆(索)悬吊顶板，有效解决负煤柱巷道布置方式顶板破碎及人工假顶鼓包、变形的难题。
附图说明
18.图1为本发明的注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法中负煤柱巷道布置方式示意图；
19.图2为本发明巷道破碎顶板注浆加固示意图；
20.图3为本发明巷道掘锚示意图。
21.其中：1—本分层巷道；2—上分层巷道；3—下一分层巷道；4—上分层工作面；5—本分层工作面；6—中空；7—侧向坚硬顶板；8—破碎顶板；9—煤体；10—注浆加固；11—未掘进的本分层巷道；12—高牵引力锚杆；13—锚固段；14—锚杆托盘。
具体实施方式
22.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
23.本发明提供一种注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法。
24.如图1、图2和图3所示，该方法包括步骤如下：
25.s1：煤体9中，上分层工作面4开采时，待本分层巷道1上方直接顶垮落结束后，对已冒落的破碎顶板8实施注浆加固10工艺，使本分层巷道1破碎顶板8成为一个完整体；
26.注浆过程中，从上分层工作面巷道底板注浆，会在几个不同地方注浆，主要保证本分层巷道顶板完整，从工作面能看到后方注浆情况，大致达到巷道高度注浆停止，如图2所示；这是一个随采、随冒、随充的过程，在工作面推采至直接顶垮落时，对支架和巷道后方施工注浆挡板，对后方采空区进行注浆，待注浆凝固后再进行工作面的开采，接着对后方采空区注浆，直至工作面回采结束、注浆完成；
27.s2：上分层工作面4开采结束，且本分层巷道1破碎顶板8注浆完成后，掘进未掘进的本分层巷道11；
28.需要说明的是，破碎顶板8和中空6未被完全注浆，注浆高度大致等于巷道高度。在
上分层工作面开采结束、后方采空区也逐渐完成后掘进本工作面未掘进的本分层巷道11。
29.s3：在未掘进的本分层巷道11掘进过程中，采用高牵引力锚杆12悬吊注浆加固10后的破碎顶板完整体，使其悬吊于侧向坚硬顶板7；高牵引力锚杆12一端通过锚杆托盘14固定在注浆加固10的破碎顶板8上，另一端深入侧向坚硬顶板7，形成锚固段13。
30.这是一个边掘边锚的过程，采用锚杆、锚索，或者长度的选择取决于工作面垮落高度，也就是侧向坚硬顶板7层位的高度，要使注浆加固后的顶板完整体能够悬吊于侧向坚硬顶板7；
31.s4：本分层巷道1掘锚完成后，回采本分层工作面5，同时，处理下一分层巷道3的破碎顶板，或掘进下一工作面上分层巷道2；
32.s5：循环施工，直至本厚煤层开采结束，继续下一接续煤层的施工。
33.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法，其特征在于：包括步骤如下：s1：上分层开采时，待本分层巷道上方直接顶垮落结束后，对已冒落的破碎顶板实施注浆加固工艺，使本分层巷道破碎顶板成为一个完整体，其中注浆工艺从破碎顶板底部开始注浆，使注浆范围内的破碎顶板凝固成完整体；s2：上分层工作面开采结束，且本分层巷道破碎顶板注浆完成后，掘进本分层巷道；s3：本分层巷道掘进过程中，采用高牵引力锚杆悬吊注浆加固后的破碎顶板完整体，使其悬吊于侧向坚硬顶板，其中高牵引力锚杆的强度保证能够承受此锚杆悬吊区域顶板的重量；s4：本分层巷道掘锚完成后，回采本分层工作面，同时，处理下一分层破碎顶板，或掘进下一工作面上分层巷道；s5：循环施工，直至本厚煤层开采结束。2.根据权利要求1所述的注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法，其特征在于：所述s1中具体为：在上分层工作面推采至直接顶垮落时，对后方采空区进行注浆，待注浆凝固后再继续推进进行上分层工作面的开采，接着对上分层工作面后方形成的采空区注浆，直至工作面回采结束、注浆完成。3.根据权利要求1所述的注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法，其特征在于：所述s2中破碎顶板和上分层工作面开采形成的中空未被完全注浆，注浆高度为本分层巷道高度，巷道完整体顶板上方仍然留有部分中空，使巷道依然处于卸压区域。4.根据权利要求1所述的注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法，其特征在于：所述s3中高牵引力锚杆能够替换为锚索，高牵引力锚杆或锚索的长度满足注浆加固后的破碎顶板完整体能够悬吊于侧向坚硬顶板。

技术总结
本发明提供一种注浆加固锚杆悬吊维护负煤柱巷道破碎顶板的方法，属于采矿技术领域。该方法首先在上分层开采时，待本分层巷道上方直接顶垮落结束后，对已冒落的破碎顶板实施注浆加固，使本分层巷道破碎顶板成为一个完整体；然后上分层工作面开采结束，本分层巷道破碎顶板也注浆完成后，掘进本分层巷道；本分层巷道掘进过程中，采用高牵引力锚杆悬吊注浆加固后的顶板完整体，使其悬吊于侧向坚硬顶板；本分层巷道掘锚完成后，回采本分层工作面，与此同时，处理更下一层位破碎顶板，或掘进下一工作面上层位巷道；以此循环。该方法能有效解决负煤柱巷道布置方式顶板破碎及人工假顶鼓包、变形的难题。变形的难题。变形的难题。


技术研发人员：张俊文 董续凯 宋治祥 范文兵 张杨 安赛
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/2/6