一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法
【專利摘要】一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，適用于矸石充填采空區(qū)礦井使用。步驟為：采煤工作面每掘進(jìn)距離L米，在與采煤工作面走向一致的頂板巷道（3）中向采空區(qū)布置一組注漿鉆孔（4），根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶hl高度，根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶hl高度，對(duì)組件鉆孔進(jìn)行充填。本方法實(shí)施簡(jiǎn)單靈活、對(duì)原有技術(shù)干擾小、成本低、減沉效果好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與地面注漿相比，對(duì)地面生產(chǎn)活動(dòng)影響小，適合在建筑物密集的區(qū)域?qū)嵤?br> 【專利說明】一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采空區(qū)充填體的方法，尤其是一種適用于矸石充填采空區(qū)礦井的從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑物下壓煤開采一直是困擾我國(guó)煤礦企業(yè)的重大問題，尤其是村莊下壓煤開采。隨著部分礦區(qū)資源逐漸枯竭，村莊壓煤?jiǎn)栴}愈發(fā)突出；特別是在經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)，由于土地資源緊張、征遷費(fèi)用提高，不搬遷開采建筑物下壓煤勢(shì)在必行。建筑物尤其是成片村莊下壓煤的成功開采，對(duì)提高煤炭資源利用率、緩解礦井資源緊張局面意義重大。
[0003]充填開采是解決建筑物下壓煤的有效方法，根據(jù)充填位置充填開采分為采空區(qū)充填和覆巖離層充填。采空區(qū)充填主要有矸石充填、注漿充填，覆巖離層充填主要為注漿充填。由于采空區(qū)充填有時(shí)受復(fù)雜地質(zhì)條件的影響或因?yàn)楣芾聿坏轿灰约笆┕げ坏轿坏戎T多因素影響，會(huì)存在充填不接頂、或充填壓實(shí)度不到位、部分下沉空間會(huì)向地表傳遞等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致地表沉陷控制不能達(dá)到預(yù)期效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中的存在的問題，提供一種方法簡(jiǎn)單、對(duì)原有技術(shù)干擾小、成本低、沉陷控制效果好的從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，包括如下步驟:
a.采煤工作面每掘進(jìn)距離L米，在與采煤工作面走向一致的頂板巷道中向采空區(qū)布置一組注漿鉆孔，所述采煤工作面掘進(jìn)距離L=h/tanu/，式中h為頂板巷道距煤層的距離，Ψ為走向充分采動(dòng)角，所述每組注漿鉆孔至少為兩個(gè)，注漿鉆孔左右對(duì)稱，注漿鉆孔與煤層法向夾角應(yīng)不大于60° ;
b.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，確定施工注漿鉆孔的終孔層位；所述終孔層位與導(dǎo)水裂隙帶頂部之間距離20m ;所述等效采高h(yuǎn)d=m-h。，式中m為煤層采厚，h。為采空區(qū)充填體壓實(shí)后的高度，導(dǎo)水裂隙帶高度4=(710)4 ；
c.采用末端為花管的注漿鉆桿向終孔層位鉆孔，注漿鉆桿工作后在注漿鉆孔中產(chǎn)生離層，保證一定的范圍內(nèi)有離層形成，可以有效地實(shí)施注漿；
d.將在地面混合好的的粉煤灰漿通過井下巷道中鋪設(shè)的管路輸送到頂板巷道中，并通過設(shè)置在頂板巷道中的多臺(tái)泥漿泵對(duì)粉煤灰漿進(jìn)行二次加壓，泥漿泵將二次加壓過的粉煤灰漿通過注漿鉆孔注入采空區(qū)上離層，注漿結(jié)束后將注漿鉆孔用水泥漿封堵上，完成從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)的充填；其中預(yù)計(jì)注漿量計(jì)算公式為
V = ^hJs ,式中V為注入干灰量,為等效采高，,為工作面寬，^為工作面推進(jìn)距離。
[0006]一種從頂板巷道注`漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，包括如下步驟: a.在采煤工作面中部上方與采煤工作面切向一致的頂板巷道中向正下方的采空區(qū)布置一組注漿鉆孔，所述每組注漿鉆孔至少為三個(gè)，其中有一個(gè)注漿鉆孔垂直設(shè)置，其余注漿鉆孔左右對(duì)稱，注漿鉆孔與煤層法向夾角應(yīng)不大于60° ;
b.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，確定施工注漿鉆孔的終孔層位；所述終孔層位與導(dǎo)水裂隙帶頂部之間距離20m ;所述等效采高h(yuǎn)d=m-h。，式中m為煤層采厚，h。為采空區(qū)充填體壓實(shí)后的高度，導(dǎo)水裂隙帶高度4=(710)4 ；
c.采用末端為花管的注漿鉆桿向終孔層位鉆孔，注漿鉆桿工作后在注漿鉆孔中產(chǎn)生離層，保證一定的范圍內(nèi)有離層形成，可以有效地實(shí)施注漿；
d.將在地面混合好的的粉煤灰漿通過井下巷道中鋪設(shè)的管路輸送到頂板巷道中，并通過設(shè)置在頂板巷道中的多臺(tái)泥漿泵對(duì)粉煤灰漿進(jìn)行二次加壓，泥漿泵將二次加壓過的粉煤灰漿通過注漿鉆孔注入采空區(qū)上離層，注漿結(jié)束后將注漿鉆孔用水泥漿封堵上，完成從頂
板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)的充填；其中預(yù)計(jì)注漿量計(jì)算公式為F = ，式中V為注入干灰量，K為等效采高，I為工作面寬，思為工作面推進(jìn)距離。
[0007]有益效果:本發(fā)明所述方法適用于正在實(shí)施采空區(qū)充填的礦井，特別是矸石充填礦井，因?yàn)槭軓?fù)雜地質(zhì)條件的影響或因?yàn)楣芾聿坏轿灰约笆┕と藛T的專業(yè)素質(zhì)未達(dá)到要求，往往實(shí)際過程中存在不接頂量大、壓實(shí)度不夠等現(xiàn)象；通過在頂板巷道中設(shè)置注漿鉆孔組，并對(duì)注漿量進(jìn)行合理的控制，可以通過充填采空區(qū)上覆巖層的離層，阻擋下沉空間向地表傳遞，同時(shí)對(duì)采空區(qū)充填體有壓實(shí)作用，提高了充填體的強(qiáng)度，從而提高了充填開采的沉陷控制效果，并能有效地解決采高大時(shí)矸石充填效果不理想的問題。本方法具有實(shí)施簡(jiǎn)單靈活、對(duì)原有技術(shù)干擾小、成本低、減沉效果好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與地面注漿相比，本方法對(duì)地面生產(chǎn)活動(dòng)影響小，適合在建筑物密集的區(qū)域?qū)嵤?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的走向頂板巷道注漿鉆孔布置實(shí)例一剖面示意圖；
圖2是本發(fā)明的傾向頂板巷道注漿鉆孔布置實(shí)例一剖面示意圖；
圖3是本發(fā)明的走向頂板巷道注漿鉆孔布置實(shí)例二剖面示意圖；
圖4是本發(fā)明的傾向頂板巷道注漿鉆孔布置實(shí)例二剖面示意圖。
[0009]圖中:1 一米煤工作面；2 —砰石充填體；3 —頂板巷道；4 一注衆(zhòng)鉆孔；5 —尚層充填區(qū)；6 —上順槽；7 —下順槽；8 —頂板巷道二級(jí)泵站；9 一工作面支架。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步描述:
如圖1和圖2所述，在采煤工作面I上設(shè)有工作面支架9，采煤工作面I后方巷道中對(duì)采空區(qū)填充矸石充填體2，采煤工作面I兩側(cè)分別留有上順槽6和下順槽7 ；
一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，包括如下步驟:
a.采煤工作面每掘進(jìn)距離L米，在與采煤工作面走向一致的頂板巷道3中向采空區(qū)布置一組注漿鉆孔4，所述采煤工作面掘進(jìn)距離L=h/tan Ψ，式中h為頂板巷道3距煤層的距離，Ψ為走向充分采動(dòng)角，所述每組注漿鉆孔4至少為兩個(gè)，注漿鉆孔4左右對(duì)稱，注漿鉆孔4與煤層法向夾角應(yīng)不大于60° ;
b.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，確定施工注漿鉆孔4的終孔層位；所述終孔層位與導(dǎo)水裂隙帶頂部之間距離20m ;所述等效采高h(yuǎn)d=m-h。，式中m為煤層采厚，h。為采空區(qū)充填體壓實(shí)后的高度，導(dǎo)水裂隙帶高度4=(710)4 ；
c.采用末端為花管的注漿鉆桿向終孔層位鉆孔，注漿鉆桿工作后在注漿鉆孔4中產(chǎn)生離層，保證一定的范圍內(nèi)有離層形成，可以有效地實(shí)施注漿；
d.將在地面混合好的的粉煤灰漿通過井下巷道中鋪設(shè)的管路輸送到頂板巷道中，并通過設(shè)置在頂板巷道中的多臺(tái)泥漿泵對(duì)粉煤灰漿進(jìn)行二次加壓，泥漿泵將二次加壓過的粉煤灰漿通過注漿鉆孔4注入采空區(qū)上離層，注漿結(jié)束后將注漿鉆孔4用水泥漿封堵上，完成從
頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)的充填；其中預(yù)計(jì)注漿量計(jì)算公式為F = -A1A ,式中V為注入干灰量，Hg為等效采高，f為工作面寬，甚為工作面推進(jìn)距離。
[0011]如圖3和圖4所示，一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，包括如下步驟:
a.在采煤工作面I中部上方與采煤工作面切向一致的頂板巷道3中向正下方的采空區(qū)布置一組注漿鉆孔4，所述每組注漿鉆孔4至少為三個(gè)，其中有一個(gè)注漿鉆孔4垂直設(shè)置，其余注漿鉆孔4左右對(duì)稱，注漿鉆孔4與煤層法向夾角應(yīng)不大于60° ;
b.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，確定施工注漿鉆孔4的終孔層位；所述終孔層位與導(dǎo)水裂隙帶頂部之間距離20m ;所述等效采高h(yuǎn)d=m-h。，式中m為煤層采厚，h。為采空區(qū)充填體壓實(shí)后的高度，導(dǎo)水裂隙帶高度4=(710)4 ；
c.采用末端為花管的注漿鉆桿向終孔層位鉆孔，注漿鉆桿工作后在注漿鉆孔4中產(chǎn)生離層，保證一定的范圍內(nèi)有離層形成，可以有效地實(shí)施注漿；
d.將在地面混合好的的粉煤灰漿通過井下巷道中鋪設(shè)的管路輸送到頂板巷道中，并通過設(shè)置在頂板巷道中的多臺(tái)泥漿泵對(duì)粉煤灰漿進(jìn)行二次加壓，泥漿泵將二次加壓過的粉煤灰漿通過注漿鉆孔4注入采空區(qū)上離層，注漿結(jié)束后將注漿鉆孔4用水泥漿封堵上，完成從
頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)的充填；其中預(yù)計(jì)注漿量計(jì)算公式為P = -AdJls，式中V為注入干灰量，K為等效采高，I為工作面寬，s為工作面推進(jìn)距離。
【權(quán)利要求】
1.一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，其特征在于包括如下步驟: a.采煤工作面每掘進(jìn)距離L米，在與采煤工作面走向一致的頂板巷道(3)中向采空區(qū)布置一組注漿鉆孔(4)，所述采煤工作面掘進(jìn)距離L=h/tanu/，式中h為頂板巷道(3)距煤層的距離，Ψ為走向充分采動(dòng)角，所述每組注漿鉆孔(4)至少為兩個(gè)，注漿鉆孔(4)左右對(duì)稱，注漿鉆孔(4)與煤層法向夾角應(yīng)不大于60° ; b.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，確定施工注漿鉆孔(4)的終孔層位；所述終孔層位與導(dǎo)水裂隙帶頂部之間距離20m ;所述等效采高h(yuǎn)d=m-h。，式中m為煤層采厚，h。為采空區(qū)充填體壓實(shí)后的高度，導(dǎo)水裂隙帶高度4=(710)4 ； c.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，注漿鉆桿工作后在注漿鉆孔(4)中產(chǎn)生離層，保證一定的范圍內(nèi)有離層形成，可以有效地實(shí)施注漿； d.將在地面混合好的的粉煤灰漿通過井下巷道中鋪設(shè)的管路輸送到頂板巷道中，并通過設(shè)置在頂板巷道中的多臺(tái)泥漿泵對(duì)粉煤灰漿進(jìn)行二次加壓，泥漿泵將二次加壓過的粉煤灰漿通過注漿鉆孔(4)注入采空區(qū)上離層，注漿結(jié)束后將注漿鉆孔(4)用水泥漿封堵上，完成從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)的充填；其中預(yù)計(jì)注漿量計(jì)算公式為
2.一種從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)充填體的方法，其特征在于包括如下步驟: a.在采煤工作面(I)中部上方與采煤工作面切向一致的頂板巷道(3)中向正下方的采空區(qū)布置一組注漿鉆孔(4)，所述每組注漿鉆孔(4)至少為三個(gè)，其中有一個(gè)注漿鉆孔(4)垂直設(shè)置，其余注漿鉆孔(4)左右對(duì)稱，注漿鉆孔(4)與煤層法向夾角應(yīng)不大于60° ; b.根據(jù)采空區(qū)充填后的等效采高h(yuǎn)d計(jì)算出導(dǎo)水裂隙帶Ii1高度，確定施工注漿鉆孔(4)的終孔層位；所述終孔層位與導(dǎo)水裂隙帶頂部之間距離20m ;所述等效采高h(yuǎn)d=m-h。，式中m為煤層采厚，h。為采空區(qū)充填體壓實(shí)后的高度，導(dǎo)水裂隙帶高度4=(710)4 ； c.采用末端為花管的注漿鉆桿向終孔層位鉆孔，注漿鉆桿工作后在注漿鉆孔(4)中產(chǎn)生離層，保證一定的范圍內(nèi)有離層形成，可以有效地實(shí)施注漿； d.將在地面混合好的的粉煤灰漿通過井下巷道中鋪設(shè)的管路輸送到頂板巷道中，并通過設(shè)置在頂板巷道中的多臺(tái)泥漿泵對(duì)粉煤灰漿進(jìn)行二次加壓，泥漿泵將二次加壓過的粉煤灰漿通過注漿鉆孔(4)注入采空區(qū)上離層，注漿結(jié)束后將注漿鉆孔(4)用水泥漿封堵上，完成從頂板巷道注漿充填壓實(shí)采空區(qū)的充填；其中預(yù)計(jì)注漿量計(jì)算公式為
【文檔編號(hào)】E21F15/06GK103498696SQ201310458377
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月2日
【發(fā)明者】許家林, 劉康, 軒大洋 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)