[发明专利]一种沿空掘巷窄煤柱破碎围岩加固方法

说明书

本发明公开了一种可以控制沿空掘巷窄煤柱破碎围岩持续变形的加固方法，该方法包括首先在回采巷道内向窄煤柱钻入水平钻孔，水平钻孔的长度大于窄煤柱的宽度的一半，在钻孔内安装锚索并保留合适的外露长度，然后通过小直径的铁管、PVC或PPR管向钻孔内注入波雷因加固材料，待加固材料凝固后，在锚索外露端安装钢梁、钢筋梯或旧皮带等护表构件和锚索托盘、锁具，最后对锚索进行张拉以施加预应力。本发明可以有效控制窄煤柱变形，保障沿空掘巷窄煤柱的稳定，有效减少巷道变形，还可以降低巷道维护成本。其结构设计简单合理、施工方便、加固效果明显。

技术领域

本发明属于煤炭开采安全领域，具体涉及一种沿空掘巷窄煤柱破碎围岩加固方法。

背景技术

在煤矿采掘中，沿空掘巷是指完全沿采空区边缘或留设窄煤柱的掘进巷道，具体说，就是把巷道布置在位于靠近煤柱一侧的低应力场中，便于巷道维护，减少变形量。在沿空掘巷中，煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，若煤柱过大，一方面，回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难，另一方面，宽度较大的煤柱必将造成煤炭资源浪费、煤炭资源采出率低；因此在最大限度的提高煤炭资源采出率背景下，留设4～8m宽的窄煤柱作为沿空掘巷与上区段采空区的“隔离墙支护体”。在支承压力的作用下，窄煤柱两侧会发生塑性变形，尤其是靠近采空区一侧变形更为严重。但是，目前煤柱支护的方法主要采用区段煤柱煤壁帮锚杆支护，将其应用在窄煤柱的支护上时会产生煤柱内中心弹性核区小、塑性区大、巷道片帮严重、底臌明显、安全稳定性差等问题，同时不利于后期维护，需要频繁返修，如何控制窄煤柱的持续变形，现有技术中缺少有效的加固手段。

目前针对窄煤柱的加固已经有如下的中国专利申请

CN106050282A一种沿空留巷窄煤柱的锚固结构及加固方法；

CN105971640A一种沿空掘巷窄煤柱的加固方法

CN107060811A一种巷道间窄煤柱的加固装置

CN205370610U一种巷道间窄煤柱的加固装置

CN205778957U一种动压巷道滞后段支护系统

CN103899342A沿空掘巷煤柱锚索对穿加固方法

但是，这些申请所涉及的技术方案中都存在着一些问题需要克服。

如CN103899342A公开了一种沿空掘巷煤柱锚索对穿加固方法，该方法是在上区段下顺槽内向煤柱打钻孔，在钻孔内安装预置可伸缩式或者可弯曲锚索，并在打钻孔一侧的煤壁上依次喷射混凝土喷层、安装细孔网、安装钢筋网和锚固托盘，锚索外端的锁头固定在锚固托盘上；待下区段上顺槽掘进完成后，在新掘巷道内将钻孔内的预置锚索进行加长，最后施行上述相同的工序，完成锚固工作。该方法需要贯穿煤柱并且需要喷射混凝土和使用可收缩的钢索，且涉及了下一区段的施工。

CN105971640A、CN106050282A公开了一种沿空掘巷窄煤柱的加固方法，该方法首先在上区段回采巷道内向窄煤柱钻入超长水平钻孔和顶、底板倾斜钻孔，超长水平钻孔的长度大于窄煤柱的宽度，在各自钻孔内安装防跑浆袋、水平和倾斜注浆锚杆，在回采巷道一侧构成单侧斜拉锚固系统、单侧横向限帮加固装置和单侧沿掘对拉锚固系统，待下区段待掘巷道开掘后，在下区段沿空掘巷中切断可切削杆，在窄煤柱的另一侧对应位置安装对接短锚杆和斜拉锚固系统及横向限帮加固装置，最后对注浆锚杆注浆，并对各自螺母施加预应力。前述方法涉及了在非水平方向钻孔，且钻孔长度大于煤柱的长度、需要额外安装防跑浆袋注浆锚杆，并且也需要在下一区段施工。