[发明专利]一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法

权利要求书

1.一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：随着采煤工作面的向前推进，顶板不断裸露并形成悬臂梁状态，按照直接顶初次垮落步距L1计算其间隔式注浆支撑体间距，同时考虑一定的安全储备系数；利用液压支架的短时间支撑效果，在悬臂的顶板未垮落前按照实验室测定的碎胀系数与强度的关系对运输到工作面的矸石进行破碎，以获得岩石最优的碎胀系数；

第二步：通过模拟注浆试验测定最优碎胀系数与胶结强度的变化规律，进行水泥浆性能设计和水泥浆用量计算；将悬臂注浆管伸入至堆砌体上方，利用球面状喷头对矸石堆砌体进行注浆，使之胶结形成稳定的垛桩体，注浆过程中利用水泥浆初凝时间与注浆流量计控制垛桩体注浆情况，防止注浆不足和浆液漫溢，浆液由垛桩体顶端向底部流动过程逐渐凝结，最终达到控制垛桩体注浆效果的目的；

第三步：等待胶结堆砌体形成一定强度时，通过悬臂注浆管将注浆囊袋推送至胶结堆砌的垛桩体上部，随后进行注浆作业，利用添加了速凝剂的水泥浆控制其初凝时间，以保证注浆完成后快速形成一定的强度，避免凝结时间过长影响采煤作业进行；

第四步：当联合支撑体完全凝固并形成一定强度时，收回悬臂注浆管，液压支架连同抛矸装置随采煤方向推进，当推进至下一个间隔距离时重复以上步骤；密切关注间隔式联合支撑减沉效果，必要时，参考井下裂隙带及地表沉降实时监测数据，若发现减损效果不佳，应配合其他减损技术进行补强处理。

2.根据权利要求1所述的一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法，其特征在于，第一步中，所述间隔式注浆支撑体间距L＝αL1，式中L1-直接顶初次垮落步距，α-安全系数。

3.根据权利要求1所述的一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法，其特征在于，第一步中，所述最优碎胀系数就是破碎后的碎胀体压缩量较小且抗压强度最好的破碎块体所对应的碎胀系数；所述抛矸装置将破碎后的矸石向采空区内预定支撑位置堆砌。

4.根据权利要求1所述的一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法，其特征在于，第二步中，所需水泥浆总注浆量参考水泥浆性能测试国家标准通过前期实验室试验得出所需水泥改性剂配比、凝结时间、水泥浆强度，并根据囊袋极限膨胀体积得到；所述水泥浆改性配比、凝结时间、水泥浆强度通过模拟注浆试验验证后确定，所述囊袋极限膨胀体积按照实际情况挑选尺寸，囊袋注满，注浆压力快速升高时，就是极限膨胀尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法，其特征在于，第二步中，停止注浆依据以下标准判断：(1)当注浆量已达到垛桩体计算注浆量的极限时；(2)注浆初凝时间满足注浆所需初凝条件时；所述注浆量极限根据岩石碎胀前后的的体积差以及堆积的矸石距采空区覆岩顶板的空间可以大致确定所需注浆的最大值；所述初凝条件根据所选用的速凝剂和实际情况调整。

6.根据权利要求1所述的一种间隔式布设矸石充填与囊袋注浆联合支撑减损方法，其特征在于，第三步中，停止注浆按照以下标准判断：(1)当注浆压力急剧增高，可判定注浆囊袋膨胀完全接触顶板时；(2)注浆量已达到囊袋极限膨胀尺寸；所述囊袋囊袋按照实际情况挑选尺寸，囊袋注满，注浆压力快速升高时，就是极限膨胀尺寸。