[发明专利]软锚杆全长锚固煤壁防片帮方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿大采高综采工作面防治煤壁片帮技术领域。

背景技术

综采技术已成为目前厚煤层安全高效开采的重要途径，但是，随着一次回采煤层厚度的增加，工作面由于煤体结构和力学性能原因，煤壁容易产生滑移破坏，导致片帮，片帮后端面距增大，进而导致冒顶事故，给井下作业环境及作业人员的安全带来了巨大威胁，影响生产进度，增加了工作面顶板管理和安全生产的难度。由于综采工作面煤壁片帮问题十分突出，使得一些综采工作面不得不采取专门的煤壁加固措施，增加了辅助工作量，导致吨煤成本增加。为解决采煤工作面煤壁片帮难题，国内外普遍实施台阶式回采，增大综采液压支架工作阻力来防治煤壁片帮，但存在采煤效率较低问题。国内也有在煤壁内打钻并在钻孔内注入化学浆体，使化学浆体凝固形成超长化学浆体锚杆进行加固防治煤壁片帮的方法，由于形成的化学浆体锚杆拉伸强度较小，还不能完全有效防治煤壁片帮，再加上化学浆体价格较高，用量较大，不但增加了煤炭生产成本，而且化学浆体材料也对煤质造成一定影响。还有在煤壁内打钻并采用金属锚杆进行加固防治煤壁片帮的方法，但在采煤机割煤的过程中，采煤机滚筒与金属锚杆切割容易产生火花，对煤矿井下安全造成影响，只能在无瓦斯的矿井进行应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止煤壁片帮效果好、成本较低、不影响煤质的软锚杆全长锚固煤壁防片帮方法。

为了实现上述目的，本发明依次按如下操作步骤进行：

a.采用气动架柱式钻机在工作面中部对煤壁内部倾斜施工钻孔，每间隔一架综采支架钻一个孔，钻孔深20~25m，钻孔尽头打到煤层顶板内部1~2 m；

b.钻孔施工完毕后，利用注浆管捆绑棕绳并将棕绳充档软锚杆送至钻孔底部；

c.采用气动双液化学注浆泵注入化学浆体进行全长锚固，使化学浆体和棕绳凝固在一起形成超长锚杆；

d.拆除并移走气动架柱式钻机和气动双液化学注浆泵；

e.在综采工作面操作采煤机开始工作采出煤炭。

本发明与以往综采工作面防片帮方法相比，有以下优点：

第一，由于棕绳表面摩擦力大，注浆材料与其和煤壁之间能够形成较大的摩擦力，拉伸强度增加。第二，棕绳本身是柔性的，抗剪强度高，即使大块煤体片落，也能保证棕绳不被剪切破坏，继续存在较高的拉伸力。第三，棕绳本身直径可以选用直径较粗的，相同的钻孔直径，可以节省注浆材料，从而降低注浆成本。具有施工简单、防止煤壁片帮效果好、成本较低、不影响煤质等特点。

附图说明

 图1为综采工作面及钻孔布置示意图。

具体实施方式

由图1可知，煤层顶板3位于煤壁1上部，煤层底板4位于煤壁1下部，采煤工作面5位于煤壁左端，钻孔2倾斜位于煤壁1内部。采用ZQJC-105/2.8型气动架柱式钻机在工作面中部对煤壁内部倾斜施工钻孔，每间隔一架综采支架钻一个孔，钻孔深22m，钻孔直径74mm，钻孔尽头打到煤层顶板内部2 m。钻孔施工完毕后，利用注浆管捆绑棕绳并将棕绳充档软锚杆送至钻孔底部，注浆管直径为20mm，棕绳直径为30mm。采用ZBQ-5/12型气动双液化学注浆泵注入波雷因化学浆体进行全长锚固，使化学浆体和棕绳凝固在一起形成超长锚杆，注浆时，不加孔口封孔器，不带压注浆，见化学浆液从孔口返出时便停止注浆。拆除并移走气动架柱式钻机和气动双液化学注浆泵。在综采工作面操作采煤机开始工作采出煤炭。采煤工作面每向前推进5m，按照上述方法步骤进行施工一次，两次钻孔位置应相互间隔施工，如此往复依次向前推进，直到将整个工作面的煤炭开采完毕。施工过程中，一方面要注意施工平台的搭设，由于采高较高，钻孔施工时需要多人同时配合操作，施工平台空间必须满足五人及以上人员同时施工；另一方面，采高较大，防片帮冒顶措施必须做好，确保施工安全。