[发明专利]一种提高小煤柱锚固力的方法

说明书

本发明涉及煤矿开采技术领域，提供一种提高小煤柱锚固力的方法，包括：在煤柱侧巷帮向煤柱开设钻孔，钻孔的长度小于煤柱的宽度；将插装有注浆管和锚索的囊袋递送至钻孔内；通过注浆管向囊袋内注入注浆液，在注浆液凝固后，在煤柱侧巷帮对锚索进行张拉和锁定；其中，囊袋包括可形变膜，可形变膜可允许水和空气透过，并阻止注浆液中的浆料透过。本发明通过囊袋进行带压注浆，可基于锚索对小煤柱进行单侧锚固，确保了对小煤柱锚固的安全性和可靠性，在提高锚固力的同时，增加了煤柱的整体强度。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种提高小煤柱锚固力的方法。

背景技术

在煤炭开采过程中，沿空掘巷具有良好的技术优势和经济效益，既有效缓解了矿井工作面接替紧张，又显著提高了煤炭资源回采率。沿空掘巷是沿采空区边缘或仅留很窄煤柱掘进巷道，以将巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量。由于沿空掘巷依靠煤柱支撑巷道顶板，从而需要加强对煤柱的强化支护。在实际施工中，可根据现场需求采用留设的宽煤柱或小煤柱支撑巷道顶板。

在此，宽煤柱的留设机理为：煤体的强度大于上覆载荷，煤体的强度与煤柱宽度密切相关，煤柱包含2个塑性区和1个弹性区。随着工作面埋深的加大，塑性区的范围增大，需增加留设煤柱的宽度，造成煤柱浪费，从而提出了留设小煤柱的概念。

小煤柱的留设机理为：残余煤体的强度大于上覆载荷，煤体经历过动压影响，产生塑性破坏，强度降低，同时所处的位置处于上覆载荷应力降低区，但仍小于残余煤体强度，巷道容许一定变形，总体稳定可用。在此，为提高小煤柱的强度，既可依靠锚杆和锚索，对小煤柱提供外部约束，又可通过注浆等手段对煤体加固，维护小煤柱的整体性。

相关技术中，由于受工作面动压影响，小煤柱的大部分结构处于塑性区，结构较为破碎，从而通常采用基于锚杆的双向锚固方式，对小煤柱进行加固，以控制小煤柱大变形。但是，在实际应用中，上述双向锚固方式并不可靠，在小煤柱受工作面动压影响而出现较大的变形时，直接导致锚固装置超出压力承受范围，容易出现锚索被拉断，锁具弹飞等问题，造成安全事故。

发明内容

本发明提供一种提高小煤柱锚固力的方法，用以解决当前难以安全可靠地对小煤柱进行锚固的问题。

本发明提供一种提高小煤柱锚固力的方法，包括：

在煤柱侧巷帮向煤柱开设钻孔，钻孔的长度小于煤柱的宽度；

将插装有注浆管和锚索的囊袋递送至钻孔内；

通过注浆管向囊袋内注入注浆液，在注浆液凝固后，在煤柱侧巷帮对锚索进行张拉和锁定；

其中，所述囊袋包括可形变膜，所述可形变膜可允许水和空气透过，并阻止注浆液中的浆料透过。

根据本发明提供的一种提高小煤柱锚固力的方法，所述在煤柱侧巷帮向煤柱开设钻孔，包括：

采集煤柱的地质参数；

根据所述地质参数，确定所述钻孔的几何参数；

根据所述几何参数，沿煤柱侧巷帮向所述煤柱进行钻孔施工。

根据本发明提供的一种提高小煤柱锚固力的方法，所述地质参数包括煤柱的裂隙发育信息和岩体强度；所述钻孔的几何参数包括钻孔的开孔位置、钻进方向及钻进长度。

根据本发明提供的一种提高小煤柱锚固力的方法，所述在煤柱侧巷帮向煤柱开设钻孔，包括：

沿回采工作面的回采方向，向所述煤柱间隔开设多个钻孔，相邻两个钻孔的间距是预先确定的，或者根据所述地质参数确定的。

根据本发明提供的一种提高小煤柱锚固力的方法，所述注浆液的注浆压力大于3MPa。

根据本发明提供的一种提高小煤柱锚固力的方法，所述注浆压力为3～5MPa。