[发明专利]一种适用于煤层开采过正断层的巷道支护方法

说明书

本发明涉及煤矿开发技术领域，具体是一种适用于煤层开采过正断层的巷道支护方法，包括以下步骤：确定断层破坏范围、确定超前预注浆参数、确定联合支护参数、进行注浆结果验证，本发明通过计算各参数，并选用合适的支护材料，对于深部的落差小于7m的断层，通过超前预注浆和联合支护的形式穿过断层，实现防冲支护的积极效果，控制顶板和帮部的位移。

技术领域

本发明涉及煤矿开发技术领域，具体是一种适用于煤层开采过正断层的巷道支护方法。

背景技术

在煤矿进行挖掘时，可能遇到断层。断层是地壳受力发生断裂，沿断裂面两侧岩块发生的显著相对位移的构造。由于断层构造容易诱发冲击地压，冲击地压不仅能造成巷道破坏、人员伤亡、设备损坏，而且还会引起瓦斯、煤尘爆炸，火灾及水灾等灾害，严重威胁矿井的生产安全。我国浅部产煤区资源逐渐枯竭，预计在未来20年，我国多数煤矿将进入超过1000m的开采深度，地应力的大小与深度呈正比关系。断层附近不但静应力高，而且断层活化等动载荷也有诱发冲击失稳的可能性。

过断层巷道不同于普通的巷道，断层附近的巷道支护形式有所改变，才能避免冲击地压的发生。目前针对这种深部的小于7m落差的断层，没有发现一种过正断层巷道的支护方法，无法防控断层型冲击地压灾害。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种适用于煤层开采过正断层的巷道支护方法。

本发明提出的技术方案如下：一种适用于煤层开采过正断层的巷道支护方法，包括以下步骤：

S1，确定断层破坏范围：测得破碎区宽度L1，计算出拓展区宽度L2，得出所述断层破坏范围；

S2，确定超前预注浆参数：根据巷道埋深选择注浆材料，钻取注浆钻孔并确定注浆压力与流量；

S3，确定联合支护参数：先利用工字钢和单体支柱配合进行支护，再采用锚杆、锚索以及金属经纬网进行高强度锚网支护；

S4，进行注浆结果验证：利用软件模拟未注浆与注浆的巷道位移变化情况，验证注浆是否控制顶板和帮部的位移。

进一步地，在S1中，计算所述拓展区宽度L2所用计算公式为，其中L2为所述拓展区宽度，L1为所述破碎区域，R₂为巷道围岩塑性破坏区范围。

进一步地，在S2中，所述注浆材料的选择方法为：所述巷道埋深为500-1000m时，注浆材料选用联邦I号(双液)，水灰比为0.8:1；巷道埋深1000-1500m时，注浆材料选用石膏、石灰和硫铝酸钙，配比为3:1:4。

进一步地，在S2中，所述注浆压力为8-15MPa，所述注浆流量为20-30L/min。

进一步地，在S2中，所述钻孔为三排，从上到下第一排钻取多个钻孔，第二排和第三排均钻取两个钻孔，分别竖直对正所述第一排的钻孔的两端；根据破碎区和扩展区范围确定巷道顶部最中间钻孔深度。

进一步地，所述第一排钻孔之间的横向间距为900-1000mm，所述第二排钻孔距离巷帮700-900mm，所述第三排钻孔距离巷道底板600-800mm；所述钻孔直径均为40-50mm。

进一步地，在S3中，所述单体支柱型号为DW42-250/110X型，所述工字钢型号为12号；其中，在顺槽断面打设3根单体支柱，在距离巷道左右两帮各180-220mm打设1根单体支柱；位于中间的所述单体支柱距两帮的所述单体支柱间距为2500-2800mm，所述单体支柱排距为1400-1600mm；所述单体支柱初撑力不低于90kN，单体支柱之间使用硬链防倒。