[发明专利]巷道迎头极破碎顶板控制方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山开采技术领域。

背景技术

目前矿山开采中，随着开采深度增加(大于800米)、巷道断面的加大(大于15-20平方)，在掘进工作面推进过程中、回采工作面设备安装及推进过程中和巷道维修过程中，经常遇到地质构造造成的高应力显现区域，出现顶板极大破碎现象，造成局部或大面积冒顶事故，出现安全隐患。目前该类事故的防治主要采取人工填充、临时支护等措施。当巷道迎头存在异常高应力区和复杂构造时，采用目前的方法难以实现有效控制，造成支护材料浪费和人工消耗。在大采高开采机械化的推广应用中，这些常规措施由于操作困难、危险性难以控制等缺陷，往往冒顶处理不及时，往往诱发二次灾害，导致顶板控制的恶性循环，且容易发生大范围的顶板事故，造成重大的损失。

因此需要发明一种对破碎顶板及时、快速、有效的维护方法。

发明内容

本发明的目的是针对目前深部巷道的高应力区域极大破碎顶板的控制问题，提出一种及时、快速地有效控制方法。

本发明的技术方案是：

第一步：在巷道掘进迎头布置锚杆支护钻孔

巷道掘进过程中，当发现顶板裂隙发育、小范围破碎、支护体出现异常、破坏范围向巷道迎头深部延伸时，在巷道掘进迎头顶板布置3-4排钻孔，钻孔间距0.8m，钻孔排距0.8-1.0m，钻孔深度为3.0-5.0m；最外一排钻孔方向垂直于岩面，其余排钻孔以60-75度角度向斜上方向钻进；

第二步：安装自钻普通锚杆配合钢筋带临时护顶

在最外一排垂直钻孔中安装自钻锚杆，采用锚杆钻具进行垂直钻进，达到锚杆长度后，将钢筋带铺设到顶板上，在锚杆端部安装托盘，并拧紧螺母；所述的自钻普通锚杆为常用的实心自钻普通锚杆；

第三步：安装自钻注浆锚杆

在其余排倾斜钻孔中安装自钻注浆锚杆，采用锚杆钻具配合自钻注浆锚杆进行倾斜钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，然后将钢筋带铺设到顶板上，在锚杆端部安装托盘，并拧紧螺母；再在自钻注浆锚杆外端连接注浆装置，向前方破碎顶板中进行注浆；

所述的自钻注浆锚杆的出浆孔设在空心杆体的中上段，形成深部可注、浅部不注的结构形式。

本发明的积极效果是：1.通过在掘进迎头安装垂直自钻锚杆，并配合维护功能的钢筋带，对顶板起到主动维护作用，有效防止迎头的完整，保证了工作人员的安全。2.通过倾斜注浆，加固了迎头深部未扰动的破碎顶板，提高了顶板岩层强度，对巷道深部的破碎、裂隙岩体人为固化成完整岩层，为下一步巷道的向前掘进提供了安全保障。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

图1是掘进工作面及自钻锚杆方位示意图；

图2是自钻锚杆结构图；

图3是钢筋带示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明巷道迎头极破碎顶板控制方法的具体步骤是：

第一步：在巷道掘进迎头布置锚杆支护钻孔

在巷道掘进过程中，当发现顶板裂隙发育、小范围破碎、支护体出现异常、破坏范围向巷道迎头深部延伸时(如图1所示)，在巷道掘进迎头顶板布置3-4排钻孔，钻孔间距0.8m，钻孔排距0.8-1.0m，钻孔深度为3.0-5.0m；最外一排钻孔方向垂直于岩面，其余排钻孔以60-75度角度向斜上方向钻进；

第二步：安装自钻普通锚杆配合钢筋带临时护顶

在最外一排垂直钻孔中安装自钻锚杆，采用锚杆钻具进行垂直钻进，达到锚杆长度后，将钢筋带铺设到顶板上，在锚杆端部安装托盘，并拧紧螺母。所述的自钻普通锚杆为常用的自钻普通锚杆。实心自钻普通锚杆由自钻钻头、连接装置、实心杆体、托盘、螺母所组成，自钻普通锚杆采用长短配合的组合结构件，根据顶板破碎深度灵活选取组合长度。

钢筋带对破碎顶板起到维护作用，并有防止漏矸作用，对工作空间起到有效防护。钢筋带用￠8mm圆钢加工钢筋带，长1400mm，宽300mm，两端弯成弧形，见图3。

第三步：安装自钻注浆锚杆

在其余排倾斜钻孔中安装自钻注浆锚杆，采用锚杆钻具配合自钻注浆锚杆进行倾斜钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，然后将钢筋带铺设到顶板上，在锚杆端部安装止浆塞、托盘，并拧紧螺母；再在自钻注浆锚杆外端连接注浆装置，向前方破碎顶板中进行注浆；

自钻注浆锚杆的结构由自钻钻头、连接装置、空心杆体、止浆塞、托盘、螺母组成，并在中上段的空心杆体上设有出浆孔，形成深部注浆、浅部不注浆的结构形式。