一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法与流程

本发明属于煤矿开采领域，更具体地说，本发明涉及一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法。

背景技术：

煤矿开采过程中，因为地下矿井结构的变化，会导致工作面片帮或冒顶现象，片帮指矿井作业面、巷道侧壁在矿山压力作用下变形，破坏而脱落的现象；冒顶是顶板失控而自行冒落的现象，无论上述哪种现象出现，都会导致大的采矿事故的发生，我国所有煤矿事故中，由于片帮、冒顶诱发的顶板事故所造成的人员伤亡占井下所有事故的43％，尤其在“三软”煤层开采过程中，片帮、冒顶现象尤为严重；在实际煤炭开采中，由于“三软”煤层开采地质条件的特殊性，如若不及时进行移架并支护，易造成工作面煤壁片帮，诱发冒顶事故，给工作面生产带来巨大安全隐患，影响工作面推进速度与产量，给煤矿开采造成巨大的经济损失；现有技术针对“三软”煤层煤质及顶、底板均较松软的特点，采用煤层注水技术来有效防治煤壁片帮，这种煤层注水技术多采用深孔静压注水湿式作业方式，存在下向孔施工难度大、钻孔设计困难、钻孔工程量大、管路铺设长、注水效果差等缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低“三软”煤层注水施工难度保证工作面安全生产的煤层浅孔动压注水防片帮的方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法，包括如下步骤：

1)沿工作面顺向布钻孔，孔口位于工作面中上部，即工作面采高距离顶部2/3处，相邻钻孔的间距为5～8m，钻孔中心连线与水平线的夹角为15～20°；

2)单孔沿煤层倾斜延伸，孔内使用长1m的接杠麻花钻杆钻孔，钻孔深为6～7m，仰角为15～20°；

3)孔内放入封孔器，封孔器靠近孔口一端连接注水系统；

4)钻孔注水后，煤层中上部与直接顶连接处工作面前方煤体形成强度相对稳定的粘结层，水泵供水，6mpa≤水压≤10mpa，注水时间为10～30分钟。

本发明公开的一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法，注水系统包括一端与封孔器连接，另一端与水泵连接的管路，管路靠近水泵一端设有减压阀，靠近封孔器一端设有逆止阀，管路上还设有水表和压力表。

本发明还公开了一种煤层浅孔动压注水系统，包括煤层钻孔，所述的煤层钻孔中部放置有封孔器，封孔器通过管路与外接的水泵连接，管路靠近水泵一端设有减压阀，靠近封孔器一端设有逆止阀，管路上还设有水表和压力表。

本发明公开的一种煤层浅孔动压注水系统，钻孔深度为6～7m，仰角为15～20°。

本发明公开的一种煤层浅孔动压注水系统，水泵为动压注水泵。

采用本发明的技术方案，煤层注水的湿式作业方式，在煤质及顶、底板均较松软的工作面，沿工作面顺向布钻孔，钻孔深为6～7m，仰角为15～20°，孔内放入封孔器，封孔器靠近孔口一端连接注水系统，注水系统使用的水泵为动压注水泵，与现有技术的深孔静压注水相比，不仅减少了钻孔及管路铺设的工程量，同时增强了煤层的粘结性和抗剪强度，降低“三软”煤层注水施工难度；有效的防治煤层工作面片帮，保证了“三软”煤层工作面的安全生产；“三软”煤层采用浅孔动压注水后，易在煤层中上部与直接顶连接处工作面前方煤体形成强度相对稳定的具有一定厚度的粘结层。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法的示意图；

图2为图1所示的一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法示意图中工作面钻孔的主视图；

图3为图2所示的工作面钻孔的侧视图；

图4为为图1所示的一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法的效果图。

图中标记为：1、动压注水泵；2、减压阀；3、水表；4、压力表；5、逆止阀；6、煤层；7、封孔器；8、孔口；9、顶部；10、底板；11粘结层。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图1为本发明一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法的示意图；图2为图1所示的一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法示意图中工作面钻孔的主视图；图3为图2所示的工作面钻孔的侧视图，图4为为图1所示的一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法的效果图；如图所示的本发明一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法，包括如下步骤：

1)沿工作面顺向布钻孔，孔口8位于工作面中上部，即工作面采高距顶部9高度约2/3处，相邻钻孔的间距为5～8m，钻孔中心连线与水平线的夹角为15～20°；

2)单孔沿煤层倾斜延伸，孔内使用长1m的接杠麻花钻杆钻孔，钻孔深为6～7m，仰角为15～20°；

3)孔内放入封孔器7，插入钻孔的深度≥1m，封孔器7靠近孔口一端连接注水系统；

4)钻孔注水后，煤层6中上部与直接顶连接处工作面前方煤体形成强度相对稳定的粘结层11，水泵供水，6mpa≤水压≤10mpa，注水时间为10～30分钟。

注水系统包括一端与封孔器7连接，另一端与水泵连接的管路，管路靠近水泵一端设有减压阀2，靠近封孔器7一端设有逆止阀5，管路上还设有水表3和压力表4；水泵为动压注水泵1。

采用本发明的技术方案，煤层6注水的湿式作业方式，在煤质及顶部9、底板10均较松软的工作面，沿工作面顺向布钻孔，钻孔深为6～7m，仰角为15～20°，孔内放入封孔器7，封孔器7靠近孔口一端连接注水系统，注水系统使用的水泵为动压注水泵1，与现有技术的深孔静压注水相比，不仅减少了钻孔及管路铺设的工程量，同时增强了煤层6的粘结性和抗剪强度，降低“三软”煤层注水施工难度；有效的防治煤层6工作面片帮，保证了“三软”煤层工作面的安全生产；“三软”煤层采用浅孔动压注水后，易在煤层中上部与直接顶连接处工作面前方煤体形成强度相对稳定的具有一定厚度的粘结层11。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种煤层浅孔动压注水防片帮的方法，包括如下步骤：1)沿工作面顺向布钻孔；2)单孔沿煤层倾斜延伸；3)孔内放入封孔器，封孔器靠近孔口一端连接注水系统；4)钻孔注水后，煤层中上部与直接顶连接处工作面前方煤体形成强度相对稳定的粘结层；本发明还公开了一种煤层浅孔动压注水系统，包括煤层钻孔，所述的煤层钻孔中部放置有封孔器，封孔器通过管路与外接的水泵连接，管路靠近水泵一端设有减压阀，靠近封孔器一端设有逆止阀，管路上还设有水表和压力表，采用本发明的技术方案，降低“三软”煤层注水施工难度；有效的防治煤层工作面片帮，保证了“三软”煤层工作面的安全生产。

技术研发人员：葛春贵;许帮贵;钱四发;李建;张世泰;林卫国
受保护的技术使用者：淮北矿业（集团）有限责任公司
技术研发日：2017.06.23
技术公布日：2017.08.18