一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，尤其适用于深部煤层群的连续卸压开采。
【背景技术】
[0002]沿空留巷是沿采空区边缘构筑具有一定承载能力的墙体，将相邻采煤工作面回采巷道保留下来，作为本采煤工作面回采使用。它是深部煤层群连续卸压开采的关键技术之一，用于解决冲击矿压、煤与瓦斯突出、高瓦斯、高地压等安全难题。
[0003]目前采用水泥基类材料构筑沿空留巷墙体越来越普遍，尤其是深部矿区。水泥基类墙体速凝早强，辅以抗剪锚杆、三维加强筋等加强手段，基本能够保证两个采煤工作面回采巷道正常使用。虽然水泥基类墙体受两次采动影响萌生微裂隙，但仍持续增阻，并不能自破坏承载性能，在上下邻近煤层中形成了集中应力区，达不到连续卸压的目的，仍然是邻近煤层开采的安全隐患。因此，目前迫切需要提供一种方法，在本采煤工作面回采时，加剧致裂相邻采煤工作面遗留在采空区的充填墙体，破坏其承载能力。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法。
[0005]技术方案:本发明的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法如下:
[0006]a、根据充填墙体尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔布置方式和参数、装药量;
[0007]b、超前采煤工作面，在巷内向相邻采煤工作面保留复用的充填墙体施工I?3排倾斜下向的钻孔；
[0008]C、采煤、装药作业同步进行，装药步距不大于端头液压支架的推移步距，对端头液压支架架内后方的I?2列钻孔灌浆装药；所述灌浆浆体由SCA-1或SCA-1I型静力破碎剂拌水制成，钻孔孔口用黄泥或聚氨酯泡沫进行封孔；
[0009]d、随着采煤工作面的推进，端头液压支架架内后方已装药的钻孔进入采煤工作面后方，3?8h后产生膨胀压力，利用充填墙体前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体最终破碎；
[0010]e、重复步骤b、c，直至致裂相邻采煤工作面。
[0011]所述倾斜下向的钻孔倾斜角度为10?25°，孔径为40?100mm，孔距为0.4?0.8m，排距为0.3?0.7m，孔眼距顶、底板0.5?1.0m，孔底距充填墙体的采空区侧面为20 ?30cm。
[0012]所述灌浆浆体的水剂比为0.25?0.35，单位体积充填墙体静态破碎剂的装药量为 10 ?25kg。
[0013]有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比:效果好，成本低，操作简易，安全可靠。具体优点如下:
[0014]I)静力破碎剂膨胀力度大，利用充填墙体前期矿压萌生的微裂隙，加剧致裂相邻采煤工作面遗留在采空区的充填墙体，并结合滞后采动应力的作用，使充填墙体最终破碎。覆岩能够充分下沉，有效消除了墙体对上下邻近煤层中的应力集中影响，实现了连续卸压的目的，解决了邻近煤层开采的安全隐患。
[0015]2)在静力破碎过程中，不产生飞石、粉尘、废气，安全系数高。
[0016]3)超前钻孔倾斜10?25°，便于工人作业，并部分利用了墙体易发生沿45°斜截面脆性受拉破坏的特性，有效节约了破碎动力，降低了破碎成本。
[0017]4)工人超前采煤工作面或端头液压支架架内作业，作业安全。
[0018]5)工序简单，方便操作，工人作业强度低，作业时间少。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的米煤工作面回米时俯视不意图；
图2是本发明的端头液压支架附近钻孔布置示意图；
图3是本发明的墙体钻孔剖视示意图。
[0020]
[0021]
[0022]图中:1-充填墙体；2_钻孔；3_采煤工作面；4_相邻采煤工作面；5_静力破碎剂；6-端头液压支架；7_黄泥或聚氨酯泡沫。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0024]本发明的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，具体步骤如下:
[0025]a、根据充填墙体I尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔2布置方式和参数、装药量；
[0026]b、超前采煤工作面3，在巷内向相邻采煤工作面4保留复用的充填墙体I施工I?3排倾斜下向的钻孔2 ;所述倾斜下向的钻孔2倾斜角度为10?25°，孔径为40?100mm，孔距为0.4?0.8m，排距为0.3?0.7m，孔眼距顶、底板0.5?1.0m,孔底距充填墙体I的采空区侧面为20?30cm。
[0027]c、采煤、装药作业同步进行，装药步距不大于端头液压支架6的推移步距，对端头液压支架6架内后方的I?2列钻孔2灌浆装药；所述灌浆浆体由SCA-1或SCA-1I型静力破碎剂5拌水制成，钻孔孔口用黄泥或聚氨酯泡沫7进行封孔；所述灌浆浆体的水剂比为0.25?0.35，单位体积充填墙体I静态破碎剂5的装药量为10?25kg。
[0028]d、随着采煤工作面3的推进，端头液压支架6架内后方已装药的钻孔2进入采煤工作面3后方，3?8h后产生膨胀压力，利用充填墙体I前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体(I)开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体I最终破碎；
[0029]6、重复步骤13、C，直至完成致裂相邻采煤工作面。
[0030]实施例1、某矿相邻采煤工作面4保留复用的充填墙体I宽X高=3mX 2.6m，采用泵送C30膏体材料构筑，并辅以抗剪锚杆。本采煤工作面3回采时，应力集中峰值出现在超前工作面13m，应力集中系数达1.67，此处附近充填墙体I整体质量良好，表面出现少量裂纹。
[0031]超前采煤工作面3距离30m，在巷内向充填墙体I施工2排倾斜下向钻孔2，倾斜角度15°，孔径50mm，孔距0.6m，排距0.6m，孔眼距顶板1.0m,距底板1.0m,孔底距充填墙体I另一侧25cm。
[0032]采煤、装药作业同步进行。根据装药步距不大于端头液压支架6的推移步距的原贝I]，端头液压支架6的推移步距0.6m，确定对端头液压支架6架内后方的I列钻孔灌浆装药。采用SCA-1I型静力破碎剂5，水剂比0.3左右，孔口留约1cm用黄泥7进行封孔。单位体积充填墙体I静态破碎剂5的装药量10?25kg。
[0033]随着采煤工作面3的推进，已经装药的钻孔2进入采煤工作面3后方，3?8h后产生膨胀压力，利用充填墙体I前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体I开裂。结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体I最终破碎。
[0034]如图1、图2、图3所示。
【主权项】
1.一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，其特征在于包括如下步骤: a、根据充填墙体(I)尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔(2)布置方式和参数、装药量； b、超前采煤工作面(3)，在巷内向相邻采煤工作面(4)保留复用的充填墙体(I)施工1~3排倾斜下向的钻孔(2)； c、采煤、装药作业同步进行，装药步距不大于端头液压支架(6)的推移步距，对端头液压支架(6)架内后方的1~2列钻孔(2)灌浆装药；所述灌浆浆体由SCA-1或SCA-1I型静力破碎剂(5)拌水制成，钻孔孔口用黄泥或聚氨酯泡沫(7)进行封孔； d、随着采煤工作面(3)的推进，端头液压支架(6 )架内后方已装药的钻孔(2 )进入采煤工作面(3)后方，3~8h后产生膨胀压力，利用充填墙体(I)前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体(I)开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体(I)最终破碎； e、重复步骤b、c，直至致裂相邻采煤工作面。
2.根据权利要求1所述的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，其特征在于:所述倾斜下向的钻孔(2)倾斜角度为10~25°，孔径为40~100mm，孔距为0.4-0.8m，排距为0.3-0.7m，孔眼距顶、底板0.5-1.0m，孔底距充填墙体(I)的采空区侧面为20~30cm。
3.根据权利要求1所述的致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，其特征在于:所述灌浆浆体的水剂比为0.25-0.35，单位体积充填墙体(I)静态破碎剂(5)的装药量为10~25kgo
【专利摘要】一种致裂相邻采煤工作面遗留充填墙体的方法，适用于深部煤层群连续卸压开采。根据充填墙体尺寸、构筑方式和前期破损状态，设计钻孔布置方式和参数、装药量；超前采煤工作面在巷内向相邻采煤工作面遗留复用的充填墙体施工1～3排倾斜下向钻孔；对端头液压支架架内后方的1～2列钻孔灌浆装药并封孔；随着采煤工作面的推进，端头液压支架架内后方已装药的钻孔进入采煤工作面后方，利用充填墙体前期矿压萌生的微裂隙，加剧充填墙体开裂，结合滞后采动应力影响，遗留充填墙体最终破碎。本发明可致裂相邻采煤工作面遗留在采空区的充填墙体，从而有效消除其对上下邻近煤层中的应力集中影响，实现连续卸压的目的，解决邻近煤层开采的安全隐患。
【IPC分类】E21F15-04
【公开号】CN104847406
【申请号】CN201510134567
【发明人】张农, 潘东江, 吕创新, 韩昌良, 薛飞
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月25日