利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法，针对巷道冒顶处理过程中，需要空顶作业、登高作业，施工难度大及存在二次冒顶、气体溢出等问题，首先在巷道支护较好段斜向上对冒顶区域施工注料孔，注入发泡型充填液，充填材料发泡形成整体固态充填物，达到压强后起结实顶板、封闭作用；在此基础上采用架工字钢棚支护，能快速、安全、可靠地通过冒顶区。其方法简单，易操作，效果好，为施工安全提供了可靠保障。
【专利说明】利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿冒顶处理【技术领域】，是一种利用充填体接顶、封闭处理煤矿冒顶的方法。
【背景技术】
[0002]顶板冒落是煤矿生产的五大灾害之一，冒顶区域巷道顶板处理不当，容易发生顶板的再次垮冒，造成人员伤亡和设备的损坏，沿空冒顶，容易出现有害气体外露等隐患，影响煤矿的安全生产。
[0003]目前，国内外煤矿处理巷道冒顶的方法主要有:锚网喷注法、金属支架木垛法、撞楔法等。上述方法均需要施工人员长时间在无支护的巷道顶板下作业，通常冒顶区域巷道顶板岩性差、松散破碎、自承载能力差，极易发生再次冒顶，引发次生灾害，如沿空巷道冒顶，可能造成有害气体溢出，因此施工人员的安全难以保证。同时在顶板冒落较高时，需要搭设脚手架进行登高作业，工序复杂，施工进度缓慢，更增加了施工的不安全性。金属支架木垛法、撞楔法等采用木材进行接定，存在接顶不实，木材在潮湿环境下容易腐烂的问题。因此急需一种简单、安全、可靠的煤矿巷道冒顶处理方法。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种施工工艺简单，施工速度快，施工效果好，工人安全系数高，施工效率高，具有防二次冒顶、防气体溢出等优点的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法，包括如下步骤:
[0006]①.在冒顶区域外侧架设临时支护，确保人员作业环境安全；
[0007]②.在完整巷道段中间和巷道两侧向冒顶区域各打一个注料孔，上述注料孔的中心延长线与水平面夹角为15?25°角，巷道两侧的注料孔的中心延长线向巷道中偏转，且与巷道竖直平分面夹角为15?20°角，中间注料孔和巷道两侧注料孔提成一排，或冒项区域大，可打多排注料孔，排距3米，孔深以穿透煤岩层顶板为准，
[0008]③.在注料孔内安设注浆管，通过注枪向注浆管内注射发泡型充填液，当孔内压力增加到6Mpa时，应立即停止，换孔压注，不得过量压注，以免注坏煤体；
[0009]④.在注浆管下端安装封口器，封孔器插入深度1.5?5m，下封孔器前必须把钻孔内碎眼或煤粉吹净，防止封孔器与煤壁间挤压不严造成漏浆，
[0010]⑤.发泡后形成整体固态充填物，得结实顶板；清理冒顶区域下方冒落煤矸，并进行架棚支护。
[0011]作为优化，靠近冒顶区域的正常巷道段架设的临时支护为单体临时支护，要求排距不可大于800mm。
[0012]作为优化，所述注料管不少于两排，外露100-400mm，确保空顶区能充填满。
[0013]作为优化，所述整体固态充填物为发泡型充填液，要求发泡比例不小于1:15。
[0014]本发明针对巷道冒顶处理过程中，需要空顶作业、登高作业，施工安全难以保障等问题，首先在靠近冒顶区架设液压单体棚，提供临时支护，保障作业区域的安全；之后按要求对冒顶区域打注料孔，并留设注料管；最后通过留设的注料管对冒顶区域注入有强度的固化材料，加固冒顶区域及其附近围岩并起到封闭气体作用，快速、安全、可靠地处理煤矿巷道冒顶。整个施工过程中，不需要长时间在冒落区域顶板下作业，同时不需要登高作业，能够快速、安全、可靠地处理煤矿巷道冒顶。其方法简单，速度快，易操作，效果好，在巷道冒顶处理领域内具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法作进一步说明:
[0016]图1是冒顶区域结构剖面示意图(沿巷道走向竖直剖切);
[0017]图2是利用充填体处理冒顶后剖面示意图(沿巷道走向竖直剖切)。
[0018]图中:1为冒顶区域、2为临时支护、3为完整巷道段、4为注料管、5为整体固态充填物、6为煤矸。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:如图1-2所示，本利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法包括如下步骤:
[0020]①.在冒顶区域I外侧架设临时支护2，确保人员作业环境安全；
[0021]②.在完整巷道段3中间和巷道两侧向冒顶区域I各打一个注料孔，上述注料孔的中心延长线与水平面夹角为15?25°角，巷道两侧的注料孔的中心延长线向巷道中偏转，且与巷道竖直平分面夹角为15?20°角，中间注料孔和巷道两侧注料孔提成一排，或冒项区域大，可打多排注料孔，排距3米，孔深以穿透煤岩层顶板为准，
[0022]③.在注料孔内安设注浆管，通过注枪向注浆管内注射发泡型充填液，当孔内压力增加到6Mpa时，应立即停止，换孔压注，不得过量压注，以免注坏煤体；
[0023]④.在注浆管4下端安装封口器(图中未示出)，封孔器插入深度1.5?5m，下封孔器前必须把钻孔内碎眼或煤粉吹净，防止封孔器与煤壁间挤压不严造成漏浆，
[0024]⑤.发泡后形成整体固态充填物5，得结实顶板；清理冒顶区域I下方冒落煤矸6，并进行架棚支护。
[0025]靠近冒顶区域I的正常巷道段架设的临时支护2为单体临时支护，要求排距不可大于800mm。
[0026]所述注料管4不少于两组，外露100-400mm，确保空顶区能充填满。
[0027]所述发泡型充填液可采用煤矿充填密闭材料(赛福特SF-2)或其他硬质泡沫发泡材料，其发泡比例不小于1:15，即发泡前后体积比为1:15。
【权利要求】
1.一种利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法，包括如下步骤: ①.在冒顶区域(I)外侧架设临时支护(2)，确保人员作业环境安全； ②.在完整巷道段(3)中间和巷道两侧向冒顶区域(I)各打一个注料孔，上述注料孔的中心延长线与水平面夹角为15?25°角，巷道两侧的注料孔的中心延长线向巷道中偏转，且与巷道竖直平分面夹角为15?20°角，中间注料孔和巷道两侧注料孔提成一排，或冒项区域大，可打多排注料孔，排距3米，孔深以穿透煤岩层顶板为准， ③.在注料孔内安设注浆管，通过注枪向注浆管内，注射发泡型充填液，当孔内压力增加到6Mpa时，应立即停止，换孔压注，不得过量压注，以免注坏煤体； ④.在注浆管下端安装封口器，封孔器插入深度1.5?5m，下封孔器前必须把钻孔内碎眼或煤粉吹净，防止封孔器与煤壁间挤压不严造成漏浆， ⑤.发泡后形成整体固态充填物(5)，得结实顶板；清理冒顶区域(I)下方冒落煤矸(6)，并进行架棚支护。
2.如权利要求1所述的利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法，其特征在于:靠近冒顶区域(I)的正常巷道段架设的临时支护(2)为单体临时支护，要求排距不可大于 800mm。
3.如权利要求1所述的利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法，其特征在于:所述注料管(4)不少于两排，外露100-400mm，确保空顶区能充填满。
4.如权利要求1所述的利用发泡材料充填体接顶处理煤矿巷道冒顶的方法，其特征在于:发泡型充填液发泡比例不小于1:20。
【文档编号】E21D11/00GK104500090SQ201410691048
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】朱敬, 李付臣, 程发祥, 时萌萌, 孔德顺, 李华, 柳泉 申请人:兖州煤业股份有限公司