一种区段小煤柱留设施工方法技术

一种区段小煤柱留设施工方法，步骤为：通过掘进机截割巷道，以围岩整体性不被破坏为前提，提高掘进机截割头转速，降低掘进机截割头移动速度，并以截割齿齿痕清晰连续为标准；先在巷道顶板和巷道两帮安装锚杆或锚索，再在巷道顶板铺设金属网；在巷道顶板裸露24h以内，对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭，并构成钢筋混凝土封固层；先在巷道底板安装锚杆，再铺设金属网，最后在金属网上浇注混凝土，并构成钢筋混凝土底板；对煤柱进行联合支护加固；对巷道进行超前加强支护，并随着工作面的推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔；在工作面回采过程中，对煤柱进行打孔注浆加固，提高煤柱承载能力。本发明专利技术提高了煤炭采出率、围岩控制效果、矿井寿命及施工安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种区段小煤柱留设施工方法
本专利技术属于煤矿施工
，特别是涉及一种区段小煤柱留设施工方法。
技术介绍
煤柱尺寸对于矿井的安全生产具有非常重要的影响，在传统的放顶煤开采技术中，需要在两个区段工作面之间留设一定宽度的煤柱，煤柱宽度为30m左右，加上端头未放出的煤顶，导致工作面的煤炭损失率较高。另外，在传统的放顶煤开采技术中，围岩变形破坏较为严重，且主要表现为两帮移近量大，煤帮会破碎成连片的网兜状，底鼓严重，导致人工底板破裂顶起，且呈现竖立状，致使巷道返修工作量大。再有，在采动影响下，围岩的破坏将进一步加剧，导致超前支护施工更加困难，并且对围岩的控制效果也较差，从而增大了施工安全压力。因此，开发一种全新的煤矿开采施工技术将十分必要，其应具备以下优点：①、能够降低煤炭损失率，提高煤炭采出率；②、能够提高围岩控制效果，进一步提高矿井寿命；③、能够进一步提高煤矿施工安全性。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种区段小煤柱留设施工方法，能够降低煤炭损失率，提高煤炭采出率；能够提高围岩控制效果，进一步提高矿井寿命；能够进一步提高煤矿施工安全性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种区段小煤柱留设施工方法，包括如下步骤：步骤一：通过掘进机截割巷道，以围岩整体性不被破坏为前提，提高掘进机截割头转速，降低掘进机截割头移动速度，并以截割齿齿痕清晰连续为标准；步骤二：先在巷道顶板和巷道两帮安装锚杆或锚索，再在巷道顶板铺设金属网；步骤三：在巷道顶板裸露24h以内，对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭，并构成钢筋混凝土封固层；步骤四：先在巷道底板安装锚杆，再铺设金属网，最后在金属网上浇注混凝土，并构成钢筋混凝土底板；步骤五：对煤柱进行联合支护加固；步骤六：对巷道进行超前加强支护，并随着工作面的推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔；步骤七：在工作面回采过程中，对煤柱进行打孔注浆加固，提高煤柱承载能力。步骤二中，采用全粘结式锚杆或锚索；锚杆或锚索的间距为0.9m～1.1m，锚杆或锚索的排距为0.7m～0.9m；当采用全粘结式锚杆时，锚杆的长度为2.3m～2.5m；当采用全粘结式锚索时，位于巷道顶板的锚索长度为4.2m～4.4m，位于巷道两帮的锚索长度为6.2m～6.4m。步骤三中，在对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭前，并当围岩局部出现破坏或离层体时，需要注浆固化围岩局部内生裂隙或剥落离层体后，再进行喷浆封闭作业。步骤四中，在巷道底板安装锚杆前，需要先清理巷道底板，清除底板围岩裂隙和离层体；锚杆采用全粘结式锚杆，锚杆垂直于巷道底板进行打设，锚杆的间距和排距均为0.9m～1.1m，锚杆的长度为1.4m～1.6m。步骤五中，对煤柱进行联合支护加固的具体方案为：第一，在留巷侧的煤柱帮面上打设一排锚索和两排锚杆，中间排为锚索，锚索与巷道轴线相垂直，且相对于煤层面上仰4°～6°，上排和下排为锚杆，锚杆与巷道轴线相垂直，且与煤层面相平行；第二，在采空区侧的煤柱帮面上打设一排锚索和两排锚杆，上排为锚索，锚索与巷道轴线相垂直，相对于煤层面上仰4°～6°，中间排和下排为锚杆，锚杆与巷道轴线相垂直，且与煤层面相平行。步骤六中，对巷道进行超前加强支护的具体方案为：在巷道内架设一梁三柱式支架，支架的间距为0.9m～1.1m，且一梁三柱式支架内的三个支柱均采用单体液压支柱，用于保证支架架设初期的工作阻力。步骤六中，切顶钻孔的深度为14m～20m，切顶钻孔的间距为0.4m～0.6m。步骤七中，打孔注浆加固区域选择在工作面前方20m～40m的区域。步骤七中，对煤柱进行打孔注浆加固的具体方案为：在煤柱帮面上布置两排注浆孔，上排注浆孔与下排注浆孔交错分布，上排注浆孔与巷道底板的距离为2.1m～2.3m，下排注浆孔与巷道底板的距离为1.1m～1.3m；上排注浆孔和下排注浆孔的间距均为5.9m～6.1m；上排注浆孔和下排注浆孔的钻孔深度均为4.4m～4.6m；上排注浆孔的水平角为0°，上排注浆孔具有仰角，且仰角为29°～31°；下排注浆孔的水平角为19°～21°，且水平角迎向切眼偏转，且下排注浆孔的仰角为0°。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比，能够降低煤炭损失率，提高煤炭采出率；能够提高围岩控制效果，进一步提高矿井寿命；能够进一步提高煤矿施工安全性。附图说明图1为采煤工作面示意图；图2为巷道顶板、两帮及底板锚固支护示意图；图3为煤柱联合支护加固示意图；图4为煤柱帮面注浆孔布置示意图；图5为图4中A-A剖视图；图6为图4中B-B剖视图；图中，1—围岩，2—沿空留巷，3—煤柱，4—采空区，5—煤层，6—巷道顶板，7—巷道两帮，8—巷道底板，9—钢筋混凝土封固层，10—钢筋混凝土底板，11—巷道顶板及两帮锚固用锚杆或锚索，12—巷道底板锚固用锚杆，13—采空区侧巷道，14—留巷侧煤柱帮面锚索，15—留巷侧煤柱帮面锚杆，16—采空区侧煤柱帮面锚索，17—采空区侧煤柱帮面，18—锚杆，19—煤柱帮面上排注浆孔，20—煤柱帮面下排注浆孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。一种区段小煤柱留设施工方法，包括如下步骤：步骤一：如图1所示，通过掘进机截割巷道，以围岩整体性不被破坏为前提，提高掘进机截割头转速，降低掘进机截割头移动速度，并以截割齿齿痕清晰连续为标准；只有围岩和煤柱的完整性得到保证，后续的锚杆、锚索及支架等支护效果才能得到充分发挥；步骤二：如图2所示，先在巷道顶板和巷道两帮安装锚杆或锚索，再在巷道顶板铺设金属网；采用全粘结式锚杆或锚索；锚杆或锚索的间距为1.0m，锚杆或锚索的排距为0.8m；当采用全粘结式锚杆时，锚杆的长度为2.2m；当采用全粘结式锚索时，位于巷道顶板的锚索长度为4.3m，位于巷道两帮的锚索长度为6.3m；步骤三：在巷道顶板裸露24h以内，对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭，并构成钢筋混凝土封固层，本实施例中，钢筋混凝土封固层的厚度为50mm；其中，在对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭前，并当围岩局部出现破坏或离层体时，需要注浆固化围岩局部内生裂隙或剥落离层体后，再进行喷浆封闭作业；由于巷道顶板的裸露时间未超过24h，在围岩为产生破坏前便进行支护，缩短了巷道无支护的时间，进而抑制了围岩从变形向结构破坏的转化，同时对围岩进行及时的整体封闭，还可以减少围岩在井下风流中的裸露时间，降低围岩的风化侵蚀程度，进而阻止围岩的风化破坏过程；步骤四：先在巷道底板安装锚杆，再铺设金属网，最后在金属网上浇注混凝土，并构成钢筋混凝土底板；其中，在巷道底板安装锚杆前，需要先清理巷道底板，清除底板围岩裂隙和离层体；锚杆采用全粘结式锚杆，锚杆垂直于巷道底板进行打设，锚杆的间距和排距均为1.0m，锚杆的长度为1.5m；步骤五：如图3所示，对煤柱进行联合支护加固，其具体方案为：第一，在留巷侧的煤柱帮面上打设一排锚索和两排锚杆，中间排为锚索，锚索与巷道轴线相垂直，且相对于煤层面上仰5°，上排和下排为锚杆，锚杆与巷道轴线相垂直，且与煤层面相平行；第二，在采空区侧的煤柱帮面上打设一排锚索和两排锚杆，上排为锚索，锚索与巷道轴线相垂直，相对于煤层面上仰5°，中间排和下排为锚杆，锚杆与巷道轴线相垂直，且与煤层面相平行；步骤六：对巷道进行超前加强支护，其具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区段小煤柱留设施工方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：通过掘进机截割巷道，以围岩整体性不被破坏为前提，提高掘进机截割头转速，降低掘进机截割头移动速度，并以截割齿齿痕清晰连续为标准；步骤二：先在巷道顶板和巷道两帮安装锚杆或锚索，再在巷道顶板铺设金属网；步骤三：在巷道顶板裸露24h以内，对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭，并构成钢筋混凝土封固层；步骤四：先在巷道底板安装锚杆，再铺设金属网，最后在金属网上浇注混凝土，并构成钢筋混凝土底板；步骤五：对煤柱进行联合支护加固；步骤六：对巷道进行超前加强支护，并随着工作面的推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔；步骤七：在工作面回采过程中，对煤柱进行打孔注浆加固，提高煤柱承载能力。

【技术特征摘要】
1.一种区段小煤柱留设施工方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：通过掘进机截割巷道，以围岩整体性不被破坏为前提，提高掘进机截割头转速，降低掘进机截割头移动速度，并以截割齿齿痕清晰连续为标准；步骤二：先在巷道顶板和巷道两帮安装锚杆或锚索，再在巷道顶板铺设金属网；步骤三：在巷道顶板裸露24h以内，对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭，并构成钢筋混凝土封固层；步骤四：先在巷道底板安装锚杆，再铺设金属网，最后在金属网上浇注混凝土，并构成钢筋混凝土底板；步骤五：对煤柱进行联合支护加固；步骤六：对巷道进行超前加强支护，并随着工作面的推进沿煤柱边缘打设切顶钻孔；步骤七：在工作面回采过程中，对煤柱进行打孔注浆加固，提高煤柱承载能力。2.根据权利要求1所述的一种区段小煤柱留设施工方法，其特征在于：步骤二中，采用全粘结式锚杆或锚索；锚杆或锚索的间距为0.9m～1.1m，锚杆或锚索的排距为0.7m～0.9m；当采用全粘结式锚杆时，锚杆的长度为2.3m～2.5m；当采用全粘结式锚索时，位于巷道顶板的锚索长度为4.2m～4.4m，位于巷道两帮的锚索长度为6.2m～6.4m。3.根据权利要求1所述的一种区段小煤柱留设施工方法，其特征在于：步骤三中，在对巷道顶板和巷道两帮进行喷浆封闭前，并当围岩局部出现破坏或离层体时，需要注浆固化围岩局部内生裂隙或剥落离层体后，再进行喷浆封闭作业。4.根据权利要求1所述的一种区段小煤柱留设施工方法，其特征在于：步骤四中，在巷道底板安装锚杆前，需要先清理巷道底板，清除底板围岩裂隙和离层体；锚杆采用全粘结式锚杆，锚杆垂直于巷道底板进行打设，锚杆的间距和排距均为0.9m～1.1m，锚杆的长度为1.4m～1.6m。5.根据权利要求1所述的一种区段小煤柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，王晨光，张恺，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21