[发明专利]用于采煤工作面破碎顶板的加固方法

说明书

技术领域：

本发明涉及煤矿采煤工作面的安全技术操作领域，具体是应用于在采煤工作面复合型松软破碎顶板的加固方法。

背景技术：

目前，复合型松软破碎顶板严重威胁着工作面正常生产，多数大采高综采工作面因为存在此类条件顶板，使得工作面在回采过程中，多次出现大面积漏顶事故，工作面被迫停产，严重影响采煤工作面安全高效生产。

而现有针对复合型松软破碎顶板加固的方法，主要存在以下几种处理方法：挑顶架棚做人工假顶，挂金属网，注水泥砂浆、注化学浆（代表性浆液为聚亚胺胶酯材料，俗称马丽散）。但是上述方法，存在以下不足：

⑴ 挑顶架棚做人工假顶其劳动强度大，效率低，且工作面安全推过架棚段后，若采煤工作面再次漏顶又得重新挑顶架棚，施工周期长，影响生产，安全性差；

⑵ 挂金属网及注水泥砂浆对于胶结程度差，顶板较破碎时，水泥砂浆大部分进入岩层裂隙中，导致注浆时间太长，另外水泥砂浆的凝固时间相对较长，不能及时加固顶板，导致加固效果不理想，甚至加固失败；

⑶ 注化学浆常用马丽散作为加固材料，此种方法是目前比较新颖、高效的控制破碎顶板的方法，因其具有安全、黏度低，黏合力强，柔韧性好，可提高煤岩支撑力，机械阻力高等优点而被多数矿井作为处理工作面片帮及漏顶事故的首选，然而此种方法成本较高，且对于采高较大，冒顶区域大，顶板较破碎的工作面，单靠注马丽散是无法解决漏顶事故发生的。

中国专利申请号201110457707.1，公开一种薄煤层托管式充填系统，利用布置在工作面上的充填主管、高位充填钢管、高压胶管和多根充填管构成，但是此结构施工复杂，成本较高。中国专利申请号201110282904.4，公开了一种巷道迎头极破碎顶板控制方法，通过在巷道掘进迎头布置锚杆支护钻孔，然后在最外一排垂直钻孔中安装自钻普通锚杆配合钢筋带临时护顶，最后在其余排倾斜钻孔中安装自钻注浆锚杆向前方破碎顶板中进行注浆来实现目的。但此种方法并不适合采煤工作面的回采。

为了解决上述问题，减小复合型松软破碎顶板对工作面安全生产的威胁已成为当务之急，克服上述方法存在的不足，特提出了一种采煤工作面破碎顶板的加固方法。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于采煤工作面破碎顶板的加固方法，特别在大采高综采工作面复合型松软破碎顶板中，其加固效果明显，能最大程度的避免端面漏冒及煤壁片帮事故的发生。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

用于采煤工作面破碎顶板的加固方法，其步骤特征在于：

第一步：依据采煤工作面具体的地质条件，在煤层顶板破碎区域或异常带边缘，沿平行于采煤工作面方向施工一条措施巷道，所述措施巷道沿挑煤层顶板掘进，其断面要适中，支护可靠即可；

所述措施巷道位于采煤工作面轨道顺槽和采煤工作面运输顺槽之间。

第二步：措施巷道贯通后及时施工调节风窗，然后在采煤工作面轨道顺槽中，在高于煤层顶板法向距离200～500mm范围内，沿平行于采煤工作面方向施工钻孔，孔间距500～1000mm之间，其距顶板的法向距离和孔间距依据具体的工程地质条件而定，钻孔数量要布满整个受漏顶威胁的区域；

同时，在措施巷道中，在高于煤层顶板法向距离500～1000mm范围内且沿垂直于采煤工作面方向施工钻孔，孔间距500～1000mm之间，其钻孔深度和数量依据煤层顶板破碎区域的范围和破碎情况而定；

所述钻孔期间每个钻孔施工完以后要及时装入注浆管，并将与孔深一致的钢丝绳装入钻孔内，封孔并装上注浆连接件。

第三步：连接好注浆管路，将水泥浆液搅匀，启动注浆泵，往钻孔中注水泥浆液，直到注浆压力稳定一段时间或有跑浆现象发生时停止注浆。

若顶板条件较差，可在上述的钻孔之间补打若干注浆孔，向顶板破碎区域注化学浆液（马丽散或固瑞特等加固剂）达到辅助加固围岩的目的。

本发明方法中所述钢丝绳选由矿用Φ15.5mm、废旧钢丝绳构成或用普通矿用Φ15.24mm锚索代替，其长度和截面直径要与钻孔深度和孔径配套。

所述水泥型号选用适宜，强度要高，保证注浆后的凝结时间和与围岩体的凝结强度。

所述化学注浆材料选用马丽散或其他围岩注浆加固材料。

在上述方法中需要钻机、注浆泵各一台以及搅拌桶和注浆管路，吸管，密封设备等。所述注浆管每3m一根，注浆管一端为外螺纹结构，一端为内螺纹结构，两注浆管直接通过内外螺纹装配，准备数根。