专利名称：一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法
技术领域：
本发明涉及一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法。
背景技术：
在采用走向长比全部跨落法开采缓倾斜中厚煤层的条件下，只要采深达到一定的深度(如IOOm左右)，覆岩的破坏和移动即可出现3个具有代表性的部分，自下而上分别称为跨落带、裂缝带和弯曲带。跨落带位于覆岩的最下部，紧贴煤层，煤层采空后，上覆岩层失去平衡，由直接顶板岩层开始垮落，并逐渐向上发展，直到采空区空间被垮落岩块充满为止。采空区内充填的岩块之间空隙多，连通性强，是瓦斯溢出和集聚的场所。在高瓦斯矿井中，掘进工作面和下区段回采工作面往往受到上区段采空区瓦斯的危害，影响采掘进度。目前常规的解决方法是留设15 20m厚的大煤柱并且加大风量以吹散采空区溢出的瓦斯，但存在煤炭采出率低而且通风费用高等缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法。其技术解决方案是一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其包括以下步骤工作面回采过后，先在运输平巷中铺设注浆管，然后采用矸石将运输平巷填满，再通过注浆管注浆，注浆体与矸石形成固结体，以封堵采空区的瓦斯气体。优选的，在铺设注浆管之前先在运输平巷的顶板上打点柱，以维护注浆作业安全。优选的，在采空区也铺设有注浆管，当采空区由直接顶冒落形成的矸石填满后，采空区上部是弯曲下沉的基本顶，基本顶把下部矸石压实，然后通过注浆管向采空区内注浆。优选的，在运输平巷与下区段回风平巷之间留设2 5m厚的小煤柱。优选的，所述浆液按重量份配比由以下组分组成水泥I 15份、沙5 20份、水10 30份、生石灰8 10份、石膏10 12份、固化剂2 8份、速凝剂5 10份、添加剂5 10份，所述添加剂按重量份配比由以下组分组成羧甲基纤维素钠I 2份、木质素磺酸钠5 10份、减水剂10 20份、旱强剂10 30份。本发明的有益技术效果是本发明采取在上区段废弃的运输平巷中充填矸石，在运输平巷与采空区注浆，同时合理选择制浆原料、精确控制各重量份配比，并在上区段运输平巷与下区段回风平巷之间留设小煤柱，通过以上技术手段的综合协同作用，从而起到有效封堵上区段高浓度瓦斯等有害气体的作用，降低了采掘工作面中瓦斯等有害气体浓度，并大幅度减少了上区段运输平巷与下区段回风平巷之间区段煤柱的厚度，提高了煤炭的采出率，保证了安全生产。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步说明图1为本发明的原理示意图。图中1-基本顶，2-直接顶，3-侧向应力分布曲线，4-上区段运输平巷，5-下区段回风平巷，6-小煤柱，7-煤层，8-采空区。
具体实施例方式结合附图，一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其包括以下步骤工作面回采过后，在上区段运输平巷4上方的直接顶2上打点柱，以维护注浆作业安全，然后在上区段运输平巷4中铺设注浆管，并采用矸石将运输平巷4填满，再通过注浆管注浆，注浆体与矸石形成固结体，以封堵采空区8中的瓦斯气体，防止采空区8中的瓦斯气体聚积外泄进入下区段，危及安全生产。作为对本发明的进一步改进，在采空区8中也铺设有注浆管，当采空区8由直接顶冒落形成的矸石填满后，采空区8上部是弯曲下沉的基本顶I，基本顶I把下部矸石压实，然后通过注浆管向采空区内注浆，注浆体与矸石形成固结体。采空区内注浆可进一步封堵采空区中的瓦斯气体，更加有效防止瓦斯气体进入下区段，而且能抑制采空区遗留煤炭自然发火。上述注浆管在运输平巷或采空区中采用成排分层铺设的方式，使注浆体能够均布在运输平巷或采空区中。采用注浆固结后，运输平巷与下区段回风平巷之间留设小煤柱的厚度可缩减为2 5m厚，这样即可使小煤柱起到封堵采空区中瓦斯气体的作用，又可使小煤柱留设的尽可能小，避免煤炭资源浪费，提高煤炭采出率。作为对本发明的更进一步改进，所述浆液按重量份配比由以下组分组成水泥I 15份、沙5 20份、水10 30份、生石灰8 10份、石膏10 12份、固化剂2 8份、速凝剂5 10份、添加剂5 10份，所述添加剂按重量份配比由以下组分组成羧甲基纤维素钠I 2份、木质素磺酸钠5 10份、减水剂10 20份、旱强剂10 30份。采用以上组分制成的浆液较普通浆液能明显增强与矸石的固结作用力，缩短固结时间，进而起到快速有效封堵采空区中瓦斯气体的作用。上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其特征在于包括以下步骤工作面回采过后，先在运输平巷中铺设注浆管，然后采用矸石将运输平巷填满，再通过注浆管注浆，注浆体与矸石形成固结体，以封堵采空区的瓦斯气体。
2.根据权利要求1所述的一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其特征在于在铺设注浆管之前先在运输平巷的顶板上打点柱。
3.根据权利要求1所述的一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其特征在于在采空区也铺设有注浆管，当采空区由直接顶冒落形成的矸石填满后，采空区上部是弯曲下沉的基本顶，基本顶把下部矸石压实，然后通过注浆管向采空区内注浆。
4.根据权利要求1 3任一权利要求所述的一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法， 其特征在于在运输平巷与下区段回风平巷之间留设2 5m厚的小煤柱。
5.根据权利要求1所述的一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其特征在于所述浆液按重量份配比由以下组分组成水泥I 15份、沙5 20份、水10 30份、生石灰 8 10份、石膏10 12份、固化剂2 8份、速凝剂5 10份、添加剂5 10份，所述添加剂按重量份配比由以下组分组成羧甲基纤维素钠I 2份、木质素磺酸钠5 10份、减水剂10 20份、旱强剂10 30份。
全文摘要
本发明公开了一种注浆固结并预留小煤柱的掘巷方法，其包括以下步骤工作面回采过后，先在运输平巷中铺设注浆管，然后采用矸石将运输平巷填满，再通过注浆管注浆，注浆体与矸石形成固结体，以封堵采空区的瓦斯气体。本发明可有效封堵上区段高浓度瓦斯等有害气体，降低了采掘工作面中瓦斯等有害气体浓度，并大幅度减少了上区段运输平巷与下区段回风平巷之间区段煤柱的厚度，提高了煤炭的采出率，保证了安全生产。
文档编号E21D9/00GK102996134SQ20121048062
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者张贵银, 于克梁, 魏建振 申请人:山东科技大学