[发明专利]一种防止煤壁片帮的注浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在煤矿开采中可以控制大采高仰采工作面煤壁片帮的注浆方法。

背景技术

井工煤矿开采过程中，普遍存在着煤壁片帮问题(片帮是指采煤过程中，矿井作业面、巷道侧壁在压力作用下变形，使得一部分煤体从煤壁向工作面剥落的过程)，与冒顶一样成为影响生产安全的主要因素。

煤矿的采高越大，煤壁的稳定性就越差，也就越容易片帮。尤其是在大采高仰采工作面的生产过程中，遇到倾斜煤层时，工作面向斜上方开采时更容易发生煤壁片帮的现象。

为防止煤壁片帮的发生，人们采用了很多办法，包括打锚杆、打锚索支护、采用单体液压支柱支撑。有注浆加固的报道，是在煤壁上开设煤壁注浆孔。但是控制住煤壁片帮的效果并理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止煤壁片帮的注浆方法，以改进公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的防止煤壁片帮的注浆方法，其主要过程是：

A)在煤层上垂直于煤壁开设一煤壁注浆孔；

B)在煤层和直接顶的交界处，向工作面斜上方开设一个顶板注浆孔；

C)在煤壁注浆孔内和顶板注浆孔内注入注浆材料；

D)煤壁的工作面推进距离小于煤壁注浆孔的深度。

所述的注浆方法中，煤壁注浆孔和顶板注浆孔的深度不小于3米。

所述的注浆方法其中，煤壁注浆孔开设在靠近直接顶的煤层厚度三分之一的位置。

所述的注浆方法中，顶板注浆孔的深度接触到老顶岩层。

所述的注浆方法中，一个煤壁注浆孔和一个顶板注浆孔为一组，每两组钻孔在工作面方向上的间距为3米。

所述的注浆方法中，注浆材料的注浆压力为3MPa。

本发明提供的防止煤壁片帮的注浆方法能安全、有效、经济地控制煤壁片帮的发生。尤其在大采高仰采工作面的直接顶是煤壁片帮的一个重要因素，因此本发明开设顶板注浆孔能起到明显的控制住煤壁片帮的效果。

附图说明

图1是本发明注浆孔布置的示意图。

图2是本发明注浆孔间距示意图。

图3是采用本发明注浆方法在理论上的注浆影响范围示意图。

图4是采用本发明注浆方法在实际上的注浆影响范围示意图。

附图中的标记符号说明：

1直接顶；2煤层；3煤壁；4煤壁注浆孔；5老顶；6顶板注浆孔；7液压支架；A理论上的注浆影响范围；B实际上的注浆影响范围

具体实施方式

本发明的注浆方法中所使用的术语定义如下：

煤壁是指直接进行采掘的煤层暴露面。

直接顶是指位于煤层之上，具有一定的稳定性的岩层。

老顶是指位于直接顶之上，具有一定厚度而坚硬不易冒落的岩层。

以上的术语也是本领域公知常识。

本发明的注浆方法主要通过以下技术方案实现的：

步骤一：在靠近直接顶1的煤层2厚度三分之一的位置上，在液压支架7保护下，垂直于煤壁3开设一个4.5m长的煤壁注浆孔4，如图1所示。注浆材料为公知的煤层加固型“波雷因”(一种化学加固浆液)，注浆压力为2MPa。

步骤二：在煤层2和直接顶1的交界处，向工作面斜上方开设一个顶板注浆孔6，深度不小于3m，以接触到老顶5岩层为准；注浆材料同样为煤层加固型“波雷因”(一种化学加固浆液)，注浆压力为3MPa。

一个煤壁注浆孔4和一个顶板注浆孔6为一组，每两组钻孔在工作面方向上的间距为3米，如图2所示。

开采时，工作面推进距离为3米(煤壁注浆孔要留下1.5米的距离)，然后再重复步骤一和步骤二。

通常人们认为，注浆孔的影响范围不局限于孔深，注浆会影响到孔的周边范围(如图3中A所示)。但这只是一种理想效果，实际效果是如图4中的B所示的情况，因此在具体实际操作中，煤壁的工作面推进距离要小于煤壁注浆孔的深度，以预留一部分已加固的煤壁是十分必要的。

另外，本发明的注浆材料虽然在实施例中只给出了“波雷因”加固液，但本领域技术人员都能理解，实际上可使用的加固液不仅仅限定于“波雷因”加固液，只要是人们所已经使用过后加固液均可用于本发明的技术方案中。这是因为本发明的重点是开设煤壁注浆孔和顶板注浆孔，至于向这两个注浆孔内注入的加固液只要具有加固煤层的作用均可使用。