一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法技术

本发明专利技术属于煤炭安全领域，涉及一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法。本发明专利技术通过一种防治方法，即在上下顺槽间开设联络巷，在联络巷内设置钻机，通过钻机开设注浆注浆钻孔，在注浆钻孔内插入铝塑管，铝塑管与注浆泵连接，向注浆钻孔内注浆，堵塞注浆钻孔的孔口。通过本发明专利技术形成的人工假顶可以将工作面顶板的压力传递到煤壁深部和液压支架上，从而减少顶板对煤壁的压力；可以将人工假顶上部煤体固结在一起，提高上部煤体的抗压、抗剪强度，防止发生片帮；人工假顶可以有效地对液压支架和煤壁之间顶板进行支护，防止顶板岩石冒落；本发明专利技术投入成本低，工序简单，防治效果好，可满足工作面高产高效的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤炭安全领域，涉及一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法。
技术介绍
综合机械化开采是当今现代化矿井普遍采用的采煤方式，具有效率高、投入低、安全性好等诸多优点。但是，随着综采设备制造和工作面管理水平的逐步提高，工作面的一次采出厚度逐渐增大，随之引起的煤壁片帮、架前冒顶事故也愈加严重。煤壁片帮容易引起架前冒顶，同样，冒顶也会进一步加剧煤壁片帮，威胁工作面人员和设备安全，尤其在大采高工作面更加突出。对于综合机械化开采来说，煤壁片帮防治难度很大，不能像炮采工作面那样通过打贴帮柱来解决，而且煤壁片帮还会导致架前无支护空间扩大，进而导致架前顶板(顶煤)漏冒，影响工作面推进速度和正常循环作业，无法实现高产高效开采，因此对大采高工作面煤壁片帮的防治具有极其重要意义．近年来，国内外学者对煤壁片帮机理与防治进行了大量研究，采取了多种方法进行治理，比例：提高支架工作阻力、煤层注水改变煤体性质、加快工作面推进速度、合理确定采高、煤壁打锚杆、煤壁注浆等等，这些方法都在一定程度上减小了煤壁片帮、架前冒顶频率和程度，但是这些方法也存在很多问题，一是投入成本高，二是工序复杂，严重影响工作面开采进度，三是防治效果还不能完全满足工作面高产高效的要求。
技术实现思路
本专利技术所解决现有技术中存在的技术问题是：现有的大采高采煤工作面片帮冒顶的防治投入成本高，工序复杂，严重影响工作面开采进度，防治效果还不能完全满足工作面高产高效的要求。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法，通过以下操作步骤形成人工假顶：（S1）在工作面上顺槽和下顺槽之间施工2~3条联络巷，联络巷垂直于顺槽；（S2）在联络巷内稳设千米钻机，在垂直于联络巷的方向上向两侧煤层施工注浆钻孔，注浆钻孔距离煤层顶板2~5分米，沿着煤层钻进；（S3）注浆钻孔钻至设计位置停钻，用高压水将孔内煤粉冲洗干净，拔出钻杆；（S4）注浆钻孔的孔内插入铝塑管，铝塑管前端钻有三花形布置的花孔；（S5）将铝塑管和注浆泵连接，注入聚氨酯化学浆液；（S6）注浆钻孔的孔口用封孔材料封孔，防止聚氨酯化学浆液泄露。进一步，在（S1）中，所述联络巷的巷宽3.5~4.5米，巷高2.6~3.0米。进一步，在（S2）中，所述注浆钻孔的直径为7.5~10.5厘米，注浆钻孔间距为1.0~5.0米。进一步，在（S3）中，所述设计位置为注浆钻孔的孔底距离切眼3~8米处。。进一步，在（S4）中，所述铝塑管的直径为1.3~2厘米。进一步，所述铝塑管前端2米钻出三花形布置的花孔，花孔的直径为6~10毫米，花孔间距1~5分米。本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果是：通过采用本专利技术涉及的一种大采高采煤工作面片帮冒顶防治方法，在煤层上部通过打钻注浆，形成人工假顶，可从三个方面防止工作面片帮冒顶的，第一，人工假顶可以将工作面顶板的压力传递到煤壁深部和液压支架上，从而减少顶板对煤壁的压力；第二，可以将人工假顶上部煤体固结在一起，提高上部煤体的抗压、抗剪强度，防止发生片帮；第三，人工假顶可以有效地对液压支架和煤壁之间顶板进行支护，防止顶板岩石冒落；本专利技术投入成本低，工序简单，防治效果好，可满足工作面高产高效的要求。附图说明图1为本专利技术中注浆钻孔布置平面示意图。图2是本专利技术中注浆钻孔布置剖面示意图。图3是本专利技术中注浆钻孔结构示意图。具体实施方式如图1所示，沿着采区上山7开设上顺槽1和下顺槽2，上顺槽1和下顺槽2之间施工2~3条联络巷，用于通风、行人或者运输物料，联络巷的巷宽为3.5~4.5米，巷高为2.6~3.0米；当工作面的上顺槽1、下顺槽2施工至联络巷口时，即开始施工联络巷3，联络巷垂直于顺槽，联络巷3施工完成后即开始稳设千米钻机施工注浆钻孔，注浆钻孔的直径为7.5~10.5厘米，注浆钻孔间距为1.0~5.0米，注浆钻孔5朝向切眼6进行施工，如图2所示，施工时要保证以下三个方面：（1）注浆钻孔5的方向：既要保证注浆钻孔5在煤层8水平方向平行布置，也要保证注浆钻孔5距离煤层顶板始终在2~5分米之间。（2）注浆钻孔5达到设计位置时停止钻进，以留设一定的保护煤柱。（3）每个注浆钻孔施工结束后，要用高压水或高压风将孔内的煤粉冲洗干净。如图3所示，每个注浆钻孔施工结束，立即向孔内插入铝塑管12，铝塑管12一直伸到孔底，铝塑管的直径为1.3~2厘米，铝塑管前端2米钻出三花形布置的花孔，花孔的直径为6~10毫米，花孔间距1~5分米；在插铝塑管12前，要将铝塑管12前端用破布塞住，以免在插的过程当中煤粉进入铝塑管12内部造成堵管。铝塑管后端与注浆泵通过注浆机连接管11相连，采用注浆泵进行注浆，以浆液10将注浆钻孔孔内注满，并且孔口出现浆液为结束标准；同时要在孔口准备塞入封孔材料9，防止大量漏浆，封孔材料一般选用布条、泡沫或者橡胶塞子等。设计的注浆钻孔全部注浆完成，形成人工假顶，工作面即可开始回采；回采期间，可以施工联络巷4，联络巷4施工结束，即可以施工剩余的注浆钻孔。实施例1当工作面的上顺槽1和下顺槽2施工至联络巷口时，即开始施工联络巷3，联络巷3垂直于顺槽，联络巷的巷宽为3.5米，巷高为2.6米；联络巷3施工完成后，即开始在联络巷内稳设千米钻机施工注浆钻孔，注浆钻孔的直径为7.5厘米，注浆钻孔间距为1米，注浆钻孔5朝向切眼6进行施工，既要保证注浆钻孔5在煤层8水平方向平行布置，也要保证注浆钻孔5距离煤层顶板始终在2~5分米之间；注浆钻孔5距离切眼3米时停止钻进，以留设一定的保护煤柱，每个注浆钻孔施工结束后，要用高压水或高压风将孔内的煤粉冲洗干净；每个注浆钻孔施工结束，立即向孔内插入铝塑管12，铝塑管12一直伸到孔底，铝塑管的直径为2厘米，铝塑管前端2米钻出三花形布置的花孔，花孔的直径为6毫米，花孔间距1分米；在插铝塑管12前，要将铝塑管12前端用破布塞住，以免在插的过程当中煤粉进入铝塑管12内部造成堵管；铝塑管后端与注浆泵通过注浆机连接管11相连，采用注浆泵进行注浆，以浆液10将注浆钻孔孔内注满，并且孔口出现浆液为结束标准；同时要在孔口准备塞入封孔材料9，防止大量漏浆，封孔材料一般选用布条、泡沫或者橡胶塞子等；设计的注浆钻孔全部注浆完成，形成人工假顶，工作面即可开始回采；回采期间，可以施工联络巷4，联络巷4施工结束，即可以施工剩余的注浆钻孔。实施例2当工作面的上顺槽1和下顺槽2施工至联络巷口时，即开始施工联络巷3，联络巷3垂直于顺槽，联络巷的巷宽为4.5米，巷高为3.0米；联络巷3施工完成后，即开始在联络巷内稳设千米钻机施工注浆钻孔，注浆钻孔的直径为10.5厘米，注浆钻孔间距为5米，注浆钻孔5朝向切眼6进行施工，既要保证注浆钻孔5在煤层8水平方向平行布置，也要保证注浆钻孔5距离煤层顶板始终在2~5分米之间；注浆钻孔5距离切眼5米时停止钻进，以留设一定的保护煤柱，每个注浆钻孔施工结束后，要用高压水或高压风将孔内的煤粉冲洗干净；每个注浆钻孔施工结束，立即向孔内插入铝塑管12，铝塑管12一直伸到孔底，铝塑管的直径为2厘米，铝塑管前端2米钻出三花形布置的花孔，花孔的直径为1厘米，花孔间距5分米；在插铝塑管12前，要将铝塑管12前端用破布塞住，以免在插的过程当中煤粉进入铝塑管12内部造成堵管；铝塑管后端与注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法，其特征在于，通过以下操作步骤形成人工假顶：（S1）在工作面上顺槽和下顺槽之间施工2~3条联络巷，联络巷垂直于顺槽；（S2）在联络巷内稳设千米钻机，在垂直于联络巷的方向上向两侧煤层施工注浆钻孔，注浆钻孔距离煤层顶板2~5分米，沿着煤层钻进；（S3）注浆钻孔钻至设计位置停钻，用高压水将孔内煤粉冲洗干净，拔出钻杆；（S4）注浆钻孔的孔内插入铝塑管，铝塑管前端钻有三花形布置的花孔；（S5）将铝塑管和注浆泵连接，注入聚氨酯化学浆液；（S6）注浆钻孔的孔口用封孔材料封孔，防止聚氨酯化学浆液泄露。

【技术特征摘要】
1.一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法，其特征在于，通过以下操作步骤形成人工假顶：（S1）在工作面上顺槽和下顺槽之间施工2~3条联络巷，联络巷垂直于顺槽；（S2）在联络巷内稳设千米钻机，在垂直于联络巷的方向上向两侧煤层施工注浆钻孔，注浆钻孔距离煤层顶板2~5分米，沿着煤层钻进；（S3）注浆钻孔钻至设计位置停钻，用高压水将孔内煤粉冲洗干净，拔出钻杆；（S4）注浆钻孔的孔内插入铝塑管，铝塑管前端钻有三花形布置的花孔；（S5）将铝塑管和注浆泵连接，注入聚氨酯化学浆液；（S6）注浆钻孔的孔口用封孔材料封孔，防止聚氨酯化学浆液泄露。2.根据权利要求1所述的一种大采高采煤工作面片帮冒顶的防治方法，其特征在于，在（S1）中，所述联络巷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新明，焦华喆，罗平平，王新宇，韩振宇，孙冠东，刘子璐，严少洋，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41