一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法

摘要

一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法，属于采场煤壁加固技术领域。在工作面煤壁上开设三个在空间位置上相互关联的钻孔，然后注入注浆材料或打入柔性加固锚杆，增加煤体的强度，有效控制煤岩体的大变形,防治煤壁片帮、顶板冒落、底板底鼓现象的发生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法，属于采场煤壁加固技术领域。

背景技术

煤矿开采过程中，在三软煤层中普遍存在着煤壁片帮、严重影响煤矿的安全生产，对工作人员的生命产生严重威胁。

在煤矿三软煤层工作面，为防止煤壁片帮、发生，人们采用了很多办法，包括打锚杆、打锚索支护、采用单体液压支柱支撑。有关在煤壁上开设煤壁注浆孔的方法，并没有空间上的配合，只是单纯的打垂直于煤壁的钻孔。因此控制住煤壁片帮的效果并理想。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种，在煤壁开设三个具有空间位置关系的钻孔，实现钻孔覆盖煤岩体范围广的特点，然后往钻孔注入注浆材料或打入柔性加固锚杆等，实现增大煤岩体强度的目的，控制煤岩体的大变形，防治煤壁片帮、问题的发生。

一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法，含有以下步骤；

在工作面煤壁上开设三个在空间位置上相互关联的钻孔，然后注入注浆材料或打入柔性加固锚杆等，增加煤体的强度，有效控制煤岩体的大变形,防治煤壁片帮、顶板冒落、底板底鼓现象的发生。

本发明的优点是：

在煤矿开采中可以控制三软煤层煤壁片帮的煤壁注浆钻孔，实现对三软煤层的顶板、煤层和底板的加固，具有钻孔覆盖面积大，能安全、有效、经济地控制三软煤层煤壁片帮、顶板冒落和底板底鼓现象的发生，具有较好的推广应用前景。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1是本发明的注浆钻孔布置示意图。

图2是本发明的注浆钻孔间距示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2所示，

本发明的目的是提供一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法，含有以下步骤；在保证控制煤岩体的大变形，防治煤壁片帮、顶板冒落、底板底鼓的基础上，可降低注浆成本、覆盖煤岩体面积大等特点。

一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法，含有以下步骤；

步骤A)、在工作面煤壁中上部开设一个注浆钻孔，与煤层呈60°夹角；

步骤B)、在工作面垂直于煤壁开设一个注浆钻孔；

步骤C)、在工作面煤壁中下部开设一个注浆钻孔，与煤层呈120°夹角；

步骤D)、在三个煤壁注浆钻孔内注入注浆材料或柔性加固锚杆等，煤壁的工作面每推进3米为一次注浆循环。

所述的一种三软煤层煤壁注浆钻孔设计方案中，中上部钻孔深度直达基本顶，中间钻孔深度为6米，中下部钻孔深度直达基本底。

所述的一种三软煤层煤壁注浆钻孔设计方案中，中上部注浆钻孔距离煤层底板高度为煤层厚度的四分之三，中间注浆钻孔距离煤层底板高度为煤层厚度的二分之一，中下部注浆钻孔距离煤层底板高度为煤层厚度的四分之一，三个注浆钻孔呈一列布置。

所述的一种三软煤层煤壁注浆钻孔设计方案中，每三个煤壁注浆钻孔为一组，每两组钻孔在工作面走向方向上的间距为6米。

所述的一种三软煤层煤壁注浆钻孔设计方案中，注浆材料的注浆压力为1.5～5MPa。

本发明的注浆方法具有钻孔覆盖煤岩体面积大，能安全、有效、经济地控制煤壁片帮、顶板冒落、底板底鼓的发生，尤其在开采三软煤层工作面上。

因此本发明开设三个在空间位置上相互关联的注浆孔能起到明显的控制住煤壁片帮、顶板冒落、底板底鼓的效果,具有较好的推广应用前景。

实施例2：如图1、图2所示，本发明的注浆方法中所使用的术语定义如下：煤层1；直接顶2；基本顶3；直接底4；基本底5；中间注浆钻孔6；中上部注浆钻孔7；中下部注浆钻孔8；煤壁9。

三软煤层是指在煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。煤层裂隙发育，构造复杂。

煤壁是指直接进行采掘的煤层暴露面。

基本顶是指位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大、难于垮落的岩层。

基本底是指基本底是指位于直接底之下(也有直接位于煤层之下)的厚而比较坚硬的岩层，一般由砂岩或石灰岩构成。

以上的术语也是本领域公知常识。

参照图1、2对本发明的实施例进行说明，一种三软煤层煤壁注浆钻孔增大煤岩体强度方法，含有以下步骤；

步骤一：在距离直接底4高度为煤层1厚度的四分之三的位置上，在液压支架保护下，与煤壁9夹角呈60°开设一个中上部注浆钻孔7，钻孔经过直接顶2，长度直达基本顶3。注浆材料为公知的煤层加固型“波雷因”(一种化学加固浆液)，注浆压力为1.5～5MPa。

步骤二：在距离直接底4高度为煤层1厚度的二分之一的位置上，在液压支架保护下，垂直于煤壁9开设一个中间注浆钻孔6，长度为6米，注浆材料同样为“波雷因”(一种化学加固浆液)，注浆压力为1.5～5MPa。

步骤三：在距离直接底4高度为煤层1厚度的四分之一的位置上，在液压支架保护下，与煤壁9夹角呈120°开设一个中下部注浆钻孔8，钻孔经过直接底4，长度直达基本底5，注浆材料同样为“波雷因”(一种化学加固浆液)，注浆压力为1.5～5MPa。

三个注浆孔的中间注浆钻孔6、中上部注浆钻孔7、中下部注浆钻孔8为一组，每两组钻孔在工作面走向方向上的水平间距为6米。

开采时，煤壁的工作面沿倾向每推进3米为一次注浆循环，然后再重复步骤一、步骤二和步骤三。

采用的“波雷因”为：

煤层加固型(PN-1)用于工作面煤壁注浆加固防止片帮，断层破碎带预注浆加固，防止冒顶或已发生冒顶的注浆固结，巷道破碎带超前加固或后注浆加固，小煤柱加固等。

或者为：岩层加固型(PN-3)型:材料生产采用独特配方，降低了材料的反应温度，并提高了生成物的抗氧化温度，因而可完全避免注浆材料在使用过程中的自燃现象。波雷因材料注入破碎煤岩体后能快速反应并生成具有较高强度的固结体，从而达到对煤、岩体的加固补强作用。

另外，本发明的注浆材料或打入柔性加固锚杆等虽然在实施例中只给出了“波雷因”加固液，但本领域技术人员都能理解，实际上可使用的加固液不仅仅限定于“波雷因”加固液，只要是人们所已经使用过后加固液或打入柔性加固锚杆等均可用于本发明中。这是因为本发明的重点是在煤壁上开设三个在空间上相互关联的注浆钻孔，至于向这三个注浆钻孔内注入的加固液或打入柔性加固锚杆等只要具有加固煤岩体的作用均可使用。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。