[发明专利]一种动载深部采区煤柱失稳卸-固-让多级防治方法

说明书

本发明公开了一种动载深部采区煤柱失稳卸‑固‑让多级防治方法，首先确定护巷煤柱失稳实施靶区，也就是确定煤柱高静载区域，然后将靶区平均分为两个卸‑固‑让实施区域，分区域实施卸‑固‑让多级防治工艺,等注浆材料凝固后，第一卸‑固‑让实施区域和第二卸‑固‑让实施区域中注浆材料的橡胶颗粒随采区大巷护巷煤柱中应力的增大而被压缩，而不是全部作用在树脂材料凝结块体上，以此达到让压、吸能的作用；注浆材料充满高压水射流割缝钻孔、缝槽和裂隙，同时注浆材料将相邻缝槽连为一体达到加固作用，增加采区大巷护巷煤柱强度。

技术领域

本发明涉及深部矿井护巷煤柱稳定性控制技术领域，尤其是涉及一种动载深部采区煤柱失稳“卸-固-让”多级防治方法。

背景技术

目前随着开采技术的提高以及自动化、智能化设备的应用，煤炭产量大幅度提升，浅部煤炭资源已开采殆尽，开采深度逐步向深部延伸。深部矿井大部分采区大巷(轨道大巷、运输大巷、回风大巷)布置在煤层中，为保证巷道的稳定性，在大巷之间一般会留设30～40m护巷煤柱。采区煤柱是井下煤柱的重要组成部分，肩负着保障上(下)采区大巷稳定的重要任务，一旦破坏失稳严重影响整个区域通风、运输以及行人安全。但在深部工作面开采过程中，在采动应力和动载作用双重影响下易失稳，甚至诱发动力灾害，阻碍了矿井安全生产。

对于目前，国内深部矿井采区护巷煤柱稳定性控制主要从卸压与改善煤柱承载性能两方面，以防止煤柱失稳。对于前者，主要采用人为施工手段，如大直径钻孔卸压、煤柱注水软化、煤柱水力割缝等方式，消除护巷煤柱应力集中，该方法虽然能使力源转移、消除，但是破坏了煤柱完整性，导致煤柱承载程度也相应降低，护巷性能劣化，严重时会造成煤柱大变形甚至坍塌。而对于后者，主要是利用支护材料对关键部位进行强支或注浆材料对煤柱进行改性，提高煤柱的强度，但该方法只能维护煤柱局部的稳定性，不能对力源进行有效的破坏，达不到治标治本的效果。相关工程实践表明，单一的采用卸压或改善煤柱承载性能等技术，很难有效防治深部采区护巷煤柱失稳，即使相关学者提出了从卸压或改善煤柱承载性能等两方面共同入手，也因为深部采区煤柱护巷煤柱应力环境的复杂性，导致该方法具有一定的局限性，限制了其广泛推广应用。审视深部采区护巷煤柱失稳的背后，其发生常与高静载、动载(矿震、爆破载荷、顶板断裂动载)耦合作用息息相关。因此，亟需一种结合深部护巷煤柱受力环境相适应的多级防治方法，既能消除煤柱高静载，又能提高承载性能，强化抗动载性能。