[发明专利]一种控制煤层巷道围岩稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层巷道围岩稳定性的控制方法，尤其是一种适用于采动高应力环境中的煤层巷道围岩的控制方法。

背景技术

巷道是矿井开采、运输和保证煤矿安全生产的重要通道，我国煤矿每年新挖掘的巷道中受到动压影响的巷道占到70-80％，是一项庞大的地下工程。在煤层回采过程中，煤层巷道受相邻回采工作面采动压力的影响会发生变形，甚至导致严重的底鼓和两帮移近，使巷道断面缩小，对行人、运输和通风等造成不利因素，为此造成的巷道报废的情况也时有发生，严重影响煤矿的安全高效生产。

近年来，国内外科技工作者对动压巷道变形和底鼓的机理、防治措施等进行了卓有成效的研究，提出了很多围岩控制技术，这些技术总体归纳有两种：一种是提高围岩强度，包括底板注浆、底角锚杆、封闭型钢支架和混凝土反拱等，另一种是降低围岩应力，包括底板、巷帮或顶板切槽、巷旁充填和卸压煤柱等。但煤矿生产过程中，煤层回采巷道一般稳定性差，随掘随支，采用锚杆-金属网的形式，且服务周期短，而上述的方法与措施均存在施工速度慢、工艺复杂、经济成本高、控制效果有限、劳动强度大等缺陷，在实际生产中难以实施，如巷道起反拱的工程量大、成本高，顶板或两帮由于锚杆与金属网的存在无法进行切槽，由工作面向底板钻孔工效极低很难进行锚固和注浆，因此目前回采巷道大多采用采动期间放任围岩变形、后期再被动起底刷帮的方式。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种在采动期间控制煤层动压巷道围岩的方法，该方法适用范围广泛，不需特殊的支护设备和材料，施工成本低，工艺简单，能有效控制煤层动压巷道围岩的稳定性，维护效果好。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

步骤一：在巷道掘进后随即进行支护，顶板与两帮支护采用锚杆锚固，外挂金属网，顶板用锚索补强；

步骤二：在相邻采区回采前，再对所述巷道实施进一步的预处理，该预处理步骤具体包括；

(a)：在相邻采区采动压力影响之前，利用工程设备向采动影响的巷道底部切出沟槽，该沟槽沿着巷道的长度方向延伸布置，该沟槽的深度范围为800～1000mm，宽度范围为100～200mm。

(b)：在沟槽切出后随即向该沟槽内注入可凝结材料，待该可凝结材料凝结后再进行相邻采区的回采；或者向该沟槽内铺设组合材料层，然后再进行相邻采区的回采。

进一步的，巷道底部沟槽的深度方向设置为水平、竖直或与底板呈30°、45°、60°角。

进一步的，巷道底部沟槽设置于巷道中受采动压力影响的一侧。

进一步的，巷道底部沟槽设置于巷道两侧。

进一步的，所述可凝结材料是呈液态的一种或两种材料，该材料混合凝结后具有一定的强度(抗压强度σ＝10～12MPa，略大于煤体强度)和弹性(弹性模量E＝2000～3000MPa，略小于煤体)。

进一步的，所述可凝结弹性材料包括水玻璃类、聚氨脂类中的至少一种。

进一步的，所述的弹性材料既具有一定的强度，又具有一定的弹性(抗压强度σ＝10～12MPa，弹性模量E＝2000～3000MPa)。

进一步的，所述的具有一定强度的弹性材料包括硬质PVC板或ABS板。

进一步的，步骤(a)中使用的工程设备包括风镐。

本发明的有益效果：本发明通过在动压煤层巷道底部设置具有一定强度的弹性材料层，既可以通过材料层缓冲降低相邻采区采动压力峰值，又可以增强巷道整体的抗变形能力，从而提高围岩自身的承载能力，对外部的采动压力具有良好的适应性，保障巷道的安全使用与工作面的正常开采，与其它方式相比具有良好的可操作性，施工成本低，工艺简单，减低了工人的劳动强度，降低了成本，增加了矿井的经济效益；维护效果好，能有效地控制巷道围岩变形，有利于巷道的安全生产；极大的缓解了矿井开拓准备与工作面生产的衔接问题，具有良好的技术经济效益。

附图说明

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。需要说明的是，以下实施例仅仅为体现本发明主旨的优选实施方式，而非对本发明进行的限制。

图1是本发明中第一实施例的结构布置截面示意图；

图2是本发明中第二实施例的结构布置截面示意图；

图3是本发明中第三实施例的结构布置截面示意图；

图中，

1、巷道；2、底板；3、帮；4、第一沟槽；4’、第二沟槽；5、弹性材料层；6、顶板；

11、巷道；12、底板；13、帮；14、沟槽；15、弹性材料层；16、顶板；