[发明专利]一种沿空掘巷煤柱双向加固方法

说明书

本发明提供了一种沿空掘巷煤柱双向加固方法，包括以下步骤，在靠近采空区一侧新掘巷道，在采空区与新掘巷道之间预留煤柱，在煤柱新掘侧钻孔，并放入胀锁式对穿锚索，胀锁式对穿锚索穿透预留煤柱；向胀锁式对穿锚索的前端注入浆体，浆体在采空区内起胀、凝固后形成稳定锚固体，在新掘巷道一侧对胀锁式对穿锚索施加预应力并锚固，实现预留煤柱的双向加固；沿巷道掘进方向，依次施工胀锁式对穿锚索，从而实现整个工作面的预留煤柱对穿加固。本发明突破了传统沿空掘巷技术无法实现单向施工双向加固的难题，也解决了岩体双侧同时施工预留煤柱不稳定的困扰，提高了煤柱对顶板的承载力，增强了护巷煤柱承载力和稳定性，具有广泛的实用价值。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体是一种沿空掘巷煤柱双向加固方法。

背景技术

随着煤矿进入深部开采，原岩应力升高，护巷煤柱留设宽度越来越大，造成大量的煤炭资源浪费，国内外有关学者从巷道围岩所处的应力环境及节约煤炭资源的角度出发，开展了包括沿空留巷和沿空掘巷的无煤柱护巷开采技术。沿空掘巷技术由于可有效避开了上工作面回采对煤柱的应力扰动，并且巷道维护相对简单，维护成本低而应用广泛。由于沿空掘巷依靠窄煤柱支撑巷道顶板，所以需要加强对窄煤柱的强化支护。现有的常用的支护方法有对穿锚索加固方法，但该技术必须是岩体两侧同时施工，考虑到沿空掘巷护巷煤柱采空区侧封闭，只能在新掘一侧施工，因此无法完成对穿。还有一种对穿锚索技术需要在前一个工作面预埋入，等进入下一个工作面顺槽掘进时接长锚索或拉出预埋可缩段锚索实现对穿，但护巷煤柱存在宽度预留不准确，宽度误差超过±0.5m将导致对穿施工无法进行。

发明内容

本发明的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种沿空掘巷煤柱双向加固方法，能快速有效地在新掘巷道一侧完成煤柱的双向加固，实现煤柱侧向围压的加固，从而提高煤柱承载力，也突破了传统沿空掘巷技术无法实现单向施工双向加固的难题。

本发明的技术方案为：一种沿空掘巷煤柱双向加固方法，包括以下步骤，

a、在靠近采空区一侧新掘巷道，在采空区与新掘巷道之间预留煤柱，在下区段回采工作面顺槽内钻孔，所述钻孔用以安置胀锁式对穿锚索，所述钻孔的深度为钻透预留煤柱；

b、在所述钻孔内放入胀锁式对穿锚索，所述胀锁式对穿锚索穿透预留煤柱,并使对穿锚索锚固段恰好安置在采空区侧；

c、通过注浆内管向胀锁式对穿锚索的前端注入浆体，通过注浆外管对钻孔内注入封堵浆料，所述浆体在采空区内起胀、凝固形成稳定锚固体后，在新掘巷道一侧对胀锁式对穿锚索施加预应力并锚固，进而实现预留煤柱的双向加固；

d、沿巷道掘进方向，依次施工胀锁式对穿锚索，从而实现整个工作面的预留煤柱对穿加固，完成该个采面的沿空掘巷。

在钻孔后，利用高压喷射注浆或机械扩孔工艺对钻孔进行扩孔处理，期间需不断注入水泥浆排渣。

上述胀锁式对穿锚索呈网格型或梅花形排列。根据实验测试结果显示，通过该设计，上述胀锁式对穿锚索可提供＞40吨的抗拉力，预留煤柱将增加＞80吨的竖向承载力，进而有效提高预留煤柱的承载力。

上述锚索间排距设置为1.0~1.5m×1.0~1.5m。

上述胀锁式对穿锚索包括锚固段和自由段，所述锚固段包括引导帽、中空的钢管、扩胀囊袋以及位于扩胀囊袋前后两端的锁具，所述扩胀囊袋包覆在所述钢管的外周面上，并通过所述锁具在钢管的前后两端进行固定，所述钢管的侧壁上设置有至少一个注浆孔，所述注浆孔与扩胀囊袋内部相连通；所述自由段包括至少一根锚筋、注浆内管、注浆外管和排气管，所述注浆内管、排气管端部设置有逆流阀，且两管均延伸入所述钢管内部，所述注浆外管设置在所述扩胀囊袋的后侧，所述锚筋贯穿所述钢管内部并与所述引导帽相连接。