一種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及采礦建井技術領域，尤其涉及一種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法。
【背景技術】
[0002]隨著對煤炭需求量的增加和開采深度的不斷加大，淺部資源日益枯竭，礦井開采深度以每年平均近8?12m的速度向深部延伸，隨著礦井開采深度和強度的逐年增加，我國礦山相繼進入了深部開采。隨著開采深度的增加，工程災害日趨增多，如礦井沖擊地壓、巷道圍巖大變形、流變、地溫升高等，對深部資源的安全高效開采造成了巨大威脅。進入21世紀以來，沿空掘巷技術得到了大力推廣，越來越多的礦井采用這一技術。但是隨著開采深度的加大，沿空掘巷技術也受到了巨大的挑戰。
[0003]進入深部以后，地質構造變得復雜、自重應力增大，煤巖體聚集了大量能量，在“三高一擾動”的特殊環境下，地下煤巖體的開挖卸荷導致應力多次重新分布，煤巖體破壞具有動力響應的突變性。在深井實施小煤柱沿空掘巷時，小煤柱產生應力集中，變形加劇，其穩定性受到了極大威脅。另外，小煤柱在高應力作用下完全處于塑性，裂隙發育，如果不采取措施，容易造成上區段采空區的瓦斯等有害氣體滲漏到本區段巷道和采空區中，給本區段的安全生產造成了巨大的威脅。
[0004]現有技術的小煤柱防采空區瓦斯滲漏的方法一般是通過普通的錨桿、錨索支護煤柱，最多在小煤柱表面噴射普通混凝土。在深部高應力條件下，小煤柱破碎嚴重，錨桿錨索的錨固力大幅降低，錨桿、錨索失效嚴重。噴射的普通混凝土脆性大，韌性不夠和抗沖擊強度差，在煤柱產生大變形的條件下，混凝土噴層開裂嚴重。因此，在深井高應力條件下，現有的小煤柱支護技術對于預防小煤柱瓦斯滲漏缺少有效的技術手段，有待于更進一步的改進和發展。
【發明內容】
[0005]鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，以解決深部高應力沿空掘巷瓦斯滲漏的技術問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明方案包括：
[0007]—種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，其包括以下步驟：
[0008]A、在上區段下順槽外側向煤壁打錨索孔，在鉆孔內用錨固劑錨固中空注漿錨索，并在中空注漿錨索端部安裝金屬網、鋼帶與錨索托盤，并對中空注漿錨索施加預緊力；
[0009]B、待上區段下順槽外側的中空注漿錨索安裝完成后，在上區段外側煤壁上噴射鋼纖維柔
[0010]性混凝土噴層；
[0011]C、上區段工作面采完后，轉入下區段上順槽掘進工作；
[0012]D、在下區段上順槽掘進過程中，首先將露置在下區段上順槽內的中空注漿錨索上的錨固劑去除，然后在下區段外側煤壁的中空注漿錨索端部鋪設金屬網、鋼帶與錨索托盤，對中空注漿錨索施加預緊力，形成對小煤柱對穿加固；
[0013]E、待下區段上順槽外側的中空注漿錨索安裝完成后，在下區段外側煤壁上噴射鋼纖維柔性混凝土噴層；
[0014]F、在下區段上順槽噴射鋼纖維柔性混凝土噴層后，通過中空注漿錨索對上區段下順槽與下區段上順槽之間的小煤柱進行注漿加固。
[0015]所述的深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，其中，步驟A中，向所述的上區段下順槽外側煤壁安裝中空注漿錨索，所述中空注漿錨索頭部有注漿孔，注漿孔具有防護裝置，以免在錨固過程中堵塞注漿孔。
[0016]所述的深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，其中，步驟A中，向所述的中空注漿錨索端部安裝的鋼帶，所述的鋼帶為W鋼帶或者Μ鋼帶，鋼帶將每排的中空注漿錨索聯合起來。
[0017]所述的深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，其中，步驟Β中，向所述的上區段下順槽外側煤壁噴射鋼纖維柔性混凝土噴層，所述的鋼纖維柔性混凝土噴層，為在普通混凝土中增加入長為20-40mm、厚為0.5mm的鋼纖維。
[0018]所述的深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，其中，步驟D中，所述的小煤柱為區段煤柱寬度為3-5m;所述的對穿加固，為同一根中空注漿錨索，從兩端加固上區段下順槽與下區段上順槽之間的小煤柱。
[0019]所述的深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，其中，步驟F中，所述注漿漿液包括普通硅酸鹽水泥和注漿添加劑，普通硅酸鹽水泥漿按0.75:1的水灰比配制，注漿添加劑占注漿漿液重量的8 %?10 %。
[0020]本發明提供的一種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，通過對穿錨索加固小煤柱、小煤柱注漿和噴射鋼纖維柔性混凝土噴層三個主要步驟來實現，能有效的防止上區段瓦斯滲漏到工作區段順槽和采空區，解決了深部高應力沿空掘巷瓦斯滲漏的技術問題，整套煤柱加固支護方法能有效防止采空區瓦斯滲漏，降低支護材料成本，同時加快下區段上順槽的支護速度，提高掘進效率，本發明同時可降低支護材料成本，加快礦井支護速度，提高掘進效率，實現了技術經濟一體化的目標。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法之工作面的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法的施工三維示意圖；
[0023]其中:1、金屬網，2、鋼纖維柔性混凝土噴層，3、鋼帶，4、錨索托盤，5、錨索索具，6、中空注漿錨索，7、注漿孔，8、小煤柱，9、上區段下順槽，10、下區段上順槽，11、上區段采空區，12、實體煤。
【具體實施方式】
[0024]本發明提供了一種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025]本發明提供了一種深井沿空掘巷防采空區瓦斯滲漏方法，如圖1與圖2所示的，其包括以下步驟:
[0026]A、在上區段下順槽9外側向煤壁打錨索孔，在鉆孔內用錨固劑錨固中空注漿錨索6，并在中空注漿錨索6端部安裝金屬網1、鋼帶3與錨索托盤4，并對中空注漿錨索6施加預緊力；
[0027]B、待上區段下順槽9外側的中空注漿錨索6安裝完成后，在上區段外側9煤壁上噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2 ;
[0028]C、上區段工作面采完后，轉入下區段上順槽10掘進工作；
[0029]D、在下區段上順槽10掘進過程中，首先將露置在下區段上順槽10內的中空注漿錨索6上的錨固劑去除，然后在下區段外側煤壁的中空注漿錨索6端部鋪設金屬網1、鋼帶3與錨索托盤4，對中空注漿錨索6施加預緊力，形成對小煤柱8對穿加固；
[0030]E、待下區段上順槽10外側的中空注漿錨索6安裝完成后，在下區段外側煤壁上噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2 ;
[0031]F、在下區段上順槽10噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2后，通過中空注漿錨索6對上區段下順槽9與下區段上順槽10之間的小煤柱8進行注漿加固。
[0032]更進一步的，步驟A中，向所述的上區段下順槽9外側煤壁安裝中空注漿錨索6，所述中空注漿錨索6頭部有注漿孔7，注漿孔7具有防護裝置，以免在錨固過程中堵塞注漿孔7。
[0033]而且步驟A中，向所述的中空注漿錨索6端部安裝的鋼帶3，所述的鋼帶3為W鋼帶或者Μ鋼帶，鋼帶3將每排的中空注漿錨索6聯合起來，改變了圍巖應力狀態和協調了錨索受力。
[0034]在本發明的另一較佳實施例中，步驟Β中，向所述的上區段下順槽外側煤壁噴射鋼纖維柔性混凝土噴層2，所述的鋼纖維柔性混凝土噴層，為在普通混凝土中增加入長為20-40mm、厚為0.5mm的鋼纖維，鋼纖維柔性混凝土噴層比同級普通混凝土的抗拉強度提高54-100%，初裂強度提高160-500%，沖擊疲勞強度提高8-15倍，抵抗采面對其的動壓破壞。而且步驟D中，所述的小煤柱為區段煤柱寬度為3-5m ;所述的對穿加固，為同一根中空注漿錨索6，從兩端加固上區段下順槽9與下區段上順槽10之間的小煤柱8，從而減少錨索使用的數量，同時解決了破碎煤體中錨索錨固力低下，錨索失效的問題。步驟F中，所述注漿漿液包括普通硅酸鹽水泥和注漿添加劑，普通硅酸鹽水泥漿按0.75:1的水灰比配制，注漿添加劑占注漿漿液重量的8%?10%。所述注漿漿液可選用P032.5普通硅酸鹽水泥漿，水泥漿按0.75:1的水灰比配制，注漿添加劑為ACZ -1型水泥注漿添加劑，ACZ-1添加劑具有吸附分散減水的作用，可以明顯降低水泥漿液的粘度，提高水泥漿液的可注性和裂隙巖體注漿加固抗滲性能，并且ACZ-1添加劑能大幅提高水泥漿結石體強度，使得結石體具有早強、高強的特性，可使注漿加固作用盡早得到發揮，防止瓦斯滲漏。
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