[发明专利]一种注浆锚杆与吸能材料耦合防治冲击地压的支护方法

说明书

本发明公开了一种注浆锚杆与吸能材料耦合防治冲击地压的支护方法，首先在具有冲击危险的区域分别垂直于实体煤帮及顶板布置大直径钻孔，然后在所布置的大直径钻孔至安装吸能材料，所述吸能材料为注浆锚杆上每隔一段距离安装一个梯度吸音棉，直至整个注浆锚杆上均匀间隔安装若干梯度吸音棉；最后通过注浆锚杆上的注浆孔对未安装吸能材料的大直径钻孔部位进行注浆加固。本发明通过注浆锚杆与吸能材料耦合的方法，不仅可以对静载荷进行有效卸压、有效吸收动载荷的冲击波，还能提高巷道两帮及顶板的稳定性，达到防治地压和支护的双重目的。

技术领域

本发明涉及一种防止冲击的方法，具体涉及一种注浆锚杆与吸能材料耦合防治冲击地压的支护方法，属于精密光学部件加工设备技术领域。

背景技术

近年来，随着煤矿开采深度逐渐加大，冲击地压的现象越来越受到世界各国的关注，冲击地压不仅会造成煤岩体振动、煤岩体破坏、设备损坏、人员伤亡等事故，还会引发瓦斯、煤尘爆炸、火灾水灾等灾害；经研究发现冲击地压的发生主要是由于动载荷和静载荷共同作用的结果。目前对于冲击地压危险区域的防冲措施主要包括大直径钻孔卸压、煤体卸压爆破、顶板卸压爆破、煤层注水卸压等防冲措施，但是这些措施的原理均是通过对顶板和煤层的预破裂，从而产生应力释放区，进而减弱和消除集中静载荷的影响；采用这些防治措施虽能产生较好的卸压效果，但是由于大直径钻孔的存在，会影响煤壁的完整性，破坏了煤体的自撑能力，加剧了支护的难度；且这些措施仅能消除集中静载荷对冲击区域的影响，当地质条件较为复杂时，动载荷往往是产生冲击地压的主要因素，而上述防治措施对于减弱和消除动载引发的冲击地压效果甚微。

发明内容

为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种注浆锚杆与吸能材料耦合防治冲击地压的支护方法，不仅能够增强煤壁的完整性，又能够有效的吸收冲击地压发生时产生的冲击波，同时消除动载荷和静载荷的负面影响，起到安全支护与防治冲击地压的双重作用。

为了解决上述问题，本发明一种注浆锚杆与吸能材料耦合防治冲击地压的支护方法，包括以下步骤：

第一步，在工作面回采过程中利用钻屑法确定冲击危险区域；

第二步，在具有冲击危险的区域分别垂直于实体煤帮及顶板布置大直径钻孔；

第三步，在第二步所布置的大直径钻孔处安装吸能材料；所述吸能材料是由100％聚酯纤维组成的梯度吸音棉；具体安装步骤如下：

首先，在注浆锚杆端部安装下限位阀，并依次放入下隔绝板、梯度吸音棉、上隔绝板和上限位阀，完成一个梯度吸音棉的安装；

然后，按照上述方法在注浆锚杆上每隔一段距离安装一个梯度吸音棉，直至整个注浆锚杆上均匀间隔安装若干梯度吸音棉；

第四步，通过锚杆钻机将安装有梯度吸音棉的注浆锚杆锚固在岩层中，注浆锚杆长度大于大直径钻孔深度0.5m以上以保证锚固效果；

第五步，每两个梯度吸音棉之间的注浆锚杆上均开设有注浆孔，通过注浆孔对未安装吸能材料的大直径钻孔部位进行注浆加固。

上述方法首先通过布置大直径钻孔进行静载荷的卸压，然后将吸能材料布置在大直径钻孔内部，吸能材料可以吸收冲击地压发生时产生的冲击波，以此来减弱冲击地压的强度，降低对巷道的破坏；通过注浆锚固与梯度吸音棉在注浆锚杆上交替布置的方式达到支护与降压的双重效果，解决了布置大直径钻孔造成的冲击危险区域煤体破碎难于支护的现象，保证了巷道的安全性；且吸能材料质地较为松软，可以容许适量的压缩变形，因此可以通过适当增加大直径钻孔的密度来增强卸压效果，既可以提高卸压效果，又能达到安全支护和吸波防治冲击地压的目的。

进一步的，为了能够有效地监测注浆锚杆及吸能材料耦合支护和防冲效果，待吸能材料安装完毕以及注浆锚杆锚固完成后，在距离应力集中区域50m附件的位置处进行顶板深孔爆破，然后对应力集中区域及两侧5m范围处分别进行巷道完整性和微震监测，并及时采取应对措施；具体如下：