本专利网">发明公开了采用雷达探测技术和注浆锚杆的煤矿巷道冒顶区处理方法,首先利用雷达探测技术探测冒落矸石上方岩层破裂情况,根据探测情况设置注浆孔;接着注浆、封孔并在注浆凝固之后掘进冒落的矸石,最后对掘好的巷道断面支护,在后期通过注浆加固。本发明所述的采用雷达探测技术和注浆锚杆的煤矿巷道冒顶区处理方法对巷道冒顶提供一种简单、安全、可靠的处理方法。
1.采用雷达探测技术和注浆锚杆的煤矿巷道冒顶区处理方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)利用雷达探测技术探测冒落矸石上方岩层破裂情况,确定巷道顶板岩层冒落是否形成空顶、形成空顶的情况下空顶的体积、空顶区或者冒落带顶点与巷道顶板的高度差,根据探测情况设置至少一个空顶区注浆孔和多个冒落带注浆孔;所述空顶区注浆孔和冒落带注浆孔的设置方式为:当雷达探测到空顶区有1.5m3以下或者没有空顶区时,往空顶区中间部位打1个空顶区注浆孔,并在所述空顶区注浆孔下部沿垂直方向设置多个冒落带注浆孔;当空顶区大于1.5m3时,每1.5m3的空间设置一个空顶区注浆孔,同时在每个所述空顶区注浆孔下部沿垂直方向设置多个冒落带注浆孔;巷道断面上所述空顶区注浆孔和所述冒落带注浆孔均匀布置,不足1.5m3的按1.5m3计算;所述冒落带注浆孔数量根据冒落带顶点与巷道顶板的高度差决定,高度差每0.5m~0.9m设置一个所述冒落带注浆孔,所述空顶区注浆孔必须贯穿到空顶区,所述冒落带注浆孔贯穿冒落带;当巷道冒落带长度大于3m时,高度差每0.5m~0.7m设置一个所述冒落带注浆孔,当巷道冒落带长度小于3m时,高度差每0.7m~0.9m设置一个所述冒落带注浆孔,所述空顶区注浆孔和所述冒落带注浆孔与施工侧巷道顶板和冒落交接处之间的距离大于0.4m,所述空顶区注浆孔和所述冒落带注浆孔之间或者相邻两个所述冒落带注浆孔孔口之间的距离不小于0.1m;(2)注浆和封孔;封孔采用软木塞和麻黄;空顶区注浆孔的封孔长度不小于300mm,冒落带注浆孔的封孔,长度为冒落带注浆孔的长度方向所在直线与巷道顶板的交点到冒落带注浆孔的孔口之间的直线距离;(3)掘进:注浆完成后,巷道顶板岩层冒落形成的采空区和冒落的矸石堆在注浆液的作用下固结成为一个稳定的整体,使用YT28型凿岩机,沿巷道设计轮廓线,对巷道顶板冒落的矸石堆进行挖掘;(4)支护:掘进达到一个循环步距1m时,停止掘进,切断裸露的注浆锚杆,去掉外围的黄麻,按上托盘和楔形垫片以及螺丝,人工施加250KN扭矩;同时,采用背板将掘出的巷道顶板背严,由外向里、顺风方向逐棚架设U型棚,U型棚沿巷道走向1米1个,对巷道进行支护;完成支护后重复步骤(3)和步骤(4),进行下一步距的掘进和支护工作,保证在注浆冒落带下掘进长度控制在1m安全距离以内,直至巷道完全贯通;所述U型棚与巷道顶板之间架设铁背板,所述铁背板规格为:长×宽×高 =930mm×150mm×60mm,间隔500±50mm一块,均匀布置要刹紧背牢,每棚设置四根铁拉杆,拱顶中线两侧500mm处各一根,两帮柱腿距底板往上1300mm处各一根;凡有空帮,空顶处一律用坑木背实背牢,顶部要接顶,不得有空帮空顶现象;所述U型棚的规格为29/kg/m的支护,U型棚宽度 124mm,厚度为16mm,棚距800mm,岔角85°,岔角就是支架柱腿与水平线之间的角度;(5)注浆加固:冒落区域巷道贯通后,设计长钻孔,打入注浆锚杆,安装注浆管注浆,深入到长钻孔顶部,封孔并注浆;所述注浆锚杆为中空式,长3.5m,外径32mm,内径22mm,抗拉强度280KN;所述注浆锚杆的端部1.5mm的杆体制作成螺纹结构,所述螺纹结构的螺纹齿高 1.5mm,螺距12.5mm;所述注浆锚杆的杆体外围每隔0.3m设置有一圈凹槽和对称设置的两个注浆孔,所述凹槽的深度为3mm,宽度为10mm;所述注浆孔连通所述凹槽的底部与所述注浆锚杆的内部空间,所述注浆孔直径为6mm,长度为7mm,所述凹槽从所述注浆锚杆的端部开始共设置10处,第一处距离端部0.05m~0.1m,所述注浆锚杆的前部为锥形设计;所述注浆锚杆还包括闭合圈,数量与所述凹槽的数量一致,所述闭合圈由带状结构的本体和固定在其上的两个柱体构成,所述柱体的高度比所述注浆孔的长度长2mm,所述柱体的直径与所述注浆孔的直径一致,所述本体的长度与所述凹槽的底部形成的圆周的周长一致,宽度与所述凹槽的宽度一致,厚度与所述凹槽的深度一致;所述柱体由吸水膨胀材料制成,所述本体由塑料制成;使用过程中,所述带状结构的本体围合固定在所述凹槽上,所述两个柱体与所述两个注浆孔匹配固定,在所述本体的外侧采用钢片绕圈扎紧,缠上黄麻;所述注浆管的外径为42mm,内径为22mm,注浆加固过程具体包括如下步骤:在巷道冒落区,每隔1.6m布置一个注浆断面,每个所述注浆断面上布置8个注浆长钻孔,孔深5000mm,打入注浆锚杆,安装注浆管注浆,深入到长钻孔顶部,封孔并注浆,所述注浆管的外径为42mm,内径为22mm;第一个注浆断面为冒落区域与巷道顶板汇合处以外0.5m处,8个注浆长钻孔的布置方式为:在注浆断面的两个底角各一个,此处的注浆长钻孔下岔角度为45°,两个顶角各一个,此处的注浆长钻孔上岔角度为45°,帮部中间位置各一个,顶部两个均匀布置,这四处的注浆长钻孔均垂直于岩面布置;注浆方式:采用纵向间隔注浆方法,即初次注浆间隔为3.2m,然后进行复注,每个注浆断面的注浆顺序为自下而上,先注底角孔,再注帮部,最后注顶板孔,隔排注浆。
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