專利名稱：采場破碎頂板快速維護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦山開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
礦山開采頂板事故是礦山重大災(zāi)害事故之一，隨著開采深度增加、大采高開采技術(shù)的應(yīng)用，開采過程中經(jīng)常出現(xiàn)頂板破碎現(xiàn)象，造成局部或大面積冒頂事故，不但影響生產(chǎn)，而且造成安全隱患。我國煤礦常見頂板事故，包括回采工作面設(shè)備安裝及推進(jìn)過程中的頂板事故，掘進(jìn)工作面推進(jìn)過程中的頂板事故及巷道維修過程中的事故三個部分。目前該類事故的防治與常規(guī)的防治方法基本相同，主要采取人工填充、臨時支護(hù)措施。隨著開采深度增加、大采高開采機(jī)械化的推廣應(yīng)用，這些常規(guī)措施在具體實施過程中，由于存在操作困難、危險性難以控制等缺陷，造成設(shè)備停機(jī)時間長，冒頂處理不及時，往往誘發(fā)二次災(zāi)害，導(dǎo)致頂板控制的惡性循環(huán)，且容易發(fā)生大范圍的頂板事故，造成重大的損失。當(dāng)采場存在異常高應(yīng)力區(qū)和復(fù)雜構(gòu)造時，頂板冒落采用目前的方法難以實現(xiàn)有效控制，造成支護(hù)材料浪費和人工消耗。因此多構(gòu)造、高應(yīng)力(原巖應(yīng)力達(dá)到20Mp時)、大埋深(大于800米時)條件下的破碎頂板控制需要發(fā)明一些快速、有效的技術(shù)方法，發(fā)明一種對破碎頂板及時、快速、 有效的維護(hù)方法具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前深部開采多構(gòu)造、高應(yīng)力區(qū)域破碎頂板控制存在的防范不及時、效果不到位的重大不足，提出一種新的、具有及時、快速的對破碎頂板進(jìn)行維護(hù)的有效方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是第一步設(shè)計維護(hù)采場破碎頂板的錨桿鉆孔當(dāng)工作面開采過程中，出現(xiàn)頂板裂隙發(fā)育、小范圍破碎、壓力顯現(xiàn)擴(kuò)展趨勢明顯的區(qū)域時，每1.細(xì)范圍內(nèi)布置2個鉆孔，鉆孔間距控制在0. 9-1. Om,預(yù)鉆深度為1. 0-3. mm ；第二步自鉆式錨桿配合鋼筋帶護(hù)頂先用普通錨桿鉆具在預(yù)鉆鉆孔上進(jìn)行錨桿深度探測，當(dāng)鉆具鉆進(jìn)到一定深度鉆進(jìn)較困難時，說明鉆孔進(jìn)入完整巖層，即為有效深度；當(dāng)頂板破碎范圍跨度小于100米、深度小于15米，選取與有效深度相匹配長度的自鉆錨桿作為支護(hù)錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆錨桿進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到錨桿長度后，停止鉆進(jìn)，將鋼筋帶鋪設(shè)到頂板上，并使自鉆錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤，并擰緊螺母；當(dāng)頂板破碎范圍跨度大于100米、深度大于15米，特別是遇到構(gòu)造時，選取與有效深度相匹配長度的自鉆注漿錨桿作為支護(hù)錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆注漿錨桿進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到錨桿長度后，停止鉆進(jìn)，將鋼筋帶鋪設(shè)到頂板上，并使自鉆注漿錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤，并擰緊螺母；最后通過注漿連接裝置連接注漿泵，從自鉆注漿錨桿空心中向破碎頂板或斷層帶中注漿，加固破碎頂板。本發(fā)明的積極效果是1.通過在破碎頂板內(nèi)安裝自鉆錨桿，并配合維護(hù)功能的鋼筋帶，對頂板起到主動維護(hù)作用，有效防止冒頂區(qū)域的擴(kuò)展。2.通過注漿，加固了破碎頂板， 提高了頂板巖層強(qiáng)度，對采場深部的破碎、裂隙巖體人為固化成完整巖層，為工作面的推進(jìn)提供了安全保障。3.鋼筋帶具有封閉、承擔(dān)、使壓作用，對工作面端面頂板、巷道頂板處起到防護(hù)作用，對該空間內(nèi)的工作人員起到防護(hù)作用。


下面結(jié)合

本發(fā)明的實施。圖1是工作面破碎頂板區(qū)域鉆孔布置俯視圖；圖2是錨桿深度探測示意圖；圖3是自鉆注漿錨桿結(jié)構(gòu)圖；圖4是鋼筋帶結(jié)構(gòu)圖。圖中1-鉆頭，2-連接裝置2，3-中孔鉆桿，4-止?jié){塞，5-墊板，6-螺母，7-注漿裝置。
具體實施例方式本發(fā)明方法步驟如下第一步設(shè)計維護(hù)采場破碎頂板的錨桿鉆孔當(dāng)工作面開采過程中，出現(xiàn)頂板裂隙發(fā)育、小范圍破碎、壓力顯現(xiàn)擴(kuò)展趨勢明顯的區(qū)域時，每1.細(xì)范圍內(nèi)布置2個鉆孔，鉆孔間距控制在0. 9-1. Om,預(yù)鉆深度為1. 0-3. mm。如圖1所示。第二步自鉆式錨桿配合鋼筋帶護(hù)頂先用普通錨桿鉆具在預(yù)鉆鉆孔上進(jìn)行錨桿深度探測，當(dāng)鉆具鉆進(jìn)到一定深度鉆進(jìn)較困難時，說明鉆孔進(jìn)入完整巖層，即為有效深度，見圖2。當(dāng)頂板破碎范圍跨度小于100米、深度小于15米時，選用與有效深度相匹配長度的自鉆式錨桿，將自鉆式錨桿安裝在配套的鉆具上，在設(shè)計的鉆孔位置進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆到底后預(yù)留出尾端，然后將鋼筋帶鋪設(shè)到頂板上，并使尾端在鋼筋帶中露出，在尾端安裝上托盤， 并擰緊螺母，鋼筋帶的結(jié)構(gòu)見圖4。當(dāng)頂板破碎范圍跨度大于100米、深度大于15米時，特別是遇到構(gòu)造時，選取與有效深度相匹配長度的自鉆注漿錨桿作為支護(hù)錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆注漿錨桿進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到錨桿長度后，停止鉆進(jìn)，將鋼筋帶鋪設(shè)到頂板上，并使自鉆注漿錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤，并擰緊螺母；最后通過注漿連接裝置連接注漿泵，從自鉆注漿錨桿空心中向破碎頂板或斷層帶中注漿，加固破碎頂板。如圖3所示，自鉆注漿錨桿采用長短配合的組合結(jié)構(gòu)件，由鉆頭1、中空鉆桿3、連接裝置2、止?jié){塞4、墊板5和螺母6組成；中空鉆桿由多節(jié)構(gòu)成，用連接裝置連接在一起，根據(jù)頂板破碎深度靈活選??；并配有注漿連接裝置7。
權(quán)利要求
1. 一種采場破碎頂板快速維護(hù)方法，其特征在于，步驟如下 第一步設(shè)計維護(hù)采場破碎頂板的錨桿鉆孔當(dāng)工作面開采過程中，出現(xiàn)頂板裂隙發(fā)育、小范圍破碎、壓力顯現(xiàn)擴(kuò)展趨勢明顯的區(qū)域時，每1.細(xì)范圍內(nèi)布置2個鉆孔，鉆孔間距控制在0. 9-1. Om,預(yù)鉆深度為1. 0-3. mm ； 第二步自鉆式錨桿配合鋼筋帶護(hù)頂先用普通錨桿鉆具在預(yù)鉆鉆孔上進(jìn)行錨桿深度探測，當(dāng)鉆具鉆進(jìn)到一定深度鉆進(jìn)較困難時，說明鉆孔進(jìn)入完整巖層，即為有效深度；當(dāng)頂板破碎范圍跨度小于100米、深度小于15米，選取與有效深度相匹配長度的自鉆錨桿作為支護(hù)錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆錨桿進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到錨桿長度后，停止鉆進(jìn)，將鋼筋帶鋪設(shè)到頂板上，并使自鉆錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤， 并擰緊螺母；當(dāng)頂板破碎范圍跨度大于100米、深度大于15米，特別是遇到構(gòu)造時，選取與有效深度相匹配長度的自鉆注漿錨桿作為支護(hù)錨桿，然后采用錨桿鉆具配合自鉆注漿錨桿進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到錨桿長度后，停止鉆進(jìn)，將鋼筋帶鋪設(shè)到頂板上，并使自鉆注漿錨桿端部在鋼筋帶中露出，在錨桿端部安裝上托盤，并擰緊螺母；最后通過注漿連接裝置連接注漿泵，從自鉆注漿錨桿空心中向破碎頂板或斷層帶中注漿，加固破碎頂板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采場破碎頂板快速維護(hù)方法，它首先設(shè)計維護(hù)采場破碎頂板的錨桿鉆孔；然后采用自鉆式錨桿配合鋼筋帶進(jìn)行護(hù)頂；護(hù)頂時，先用普通錨桿鉆具在預(yù)鉆鉆孔上進(jìn)行錨桿深度探測，然后根據(jù)頂板破碎范圍選取錨桿的種類。本發(fā)明解決了多構(gòu)造、高應(yīng)力、大埋深條件下破碎頂板的及時、快速、有效的維護(hù)問題。
文檔編號E21D20/02GK102296974SQ20111020472
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者劉兆明, 劉秉明, 潘立友, 蔡世忠, 陳友武 申請人:山東科技大學(xué)