利用注浆锚索实现沿空留巷的方法与流程

本发明涉及煤矿开采，尤其涉及沿空留巷技术。

背景技术：

传统的煤矿开采，通常为一面两巷一切眼的布置方式，上下工作面之间保留一定宽度的煤柱，留有煤柱造成资源浪费，而且采掘比较高。因此，近些年来开始采用沿空留巷的无煤柱开采方式，将一面双巷改变为一面单巷采掘模式，沿空留巷作为下一个工作面的运输、通风、行人巷道。目前的沿空留巷大多采用砌筑矸石墙和膏体充填方式取代预留煤柱，或者在沿空留巷的顶板上采用抗冲击恒阻锚索进行让压支护。由于砌筑很厚的墙体需要大量矸石和膏体材料，并且当顶板破碎时，恒阻锚索容易出现失效，锚索只起到悬吊作用，无法实现胶结顶板的效果，所以目前的沿空留巷一般需要二次支护和补强支护，支护成本很高。所以对沿空留巷技术需要进一步研究。

技术实现要素：

本发明的目的是以注浆锚索支护技术为基础，提出一种利用注浆锚索实现沿空留巷的方法。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种利用注浆锚索实现沿空留巷的方法,其特征在于，步骤如下：

第一步，在当前的采煤工作面开采时，沿采空区设计预留出下一个工作面的留用巷道位置，即沿空留巷；

第二步，边开采，边在预留沿空留巷的顶板上沿前进方向施工四到六排锚索孔，每排上的锚索孔间距80-120cm，锚索孔深度大于6米，最边上的锚索孔距离巷道边界线10cm；

第三步，边施工锚索孔，边在锚索孔中安装注浆锚索，封孔后利用高压泵对顶板裂隙进行注浆，把破碎顶板的缝隙和孔体充实，将预留沿空留巷的顶板胶结成整体；其中采空区侧巷道边界线那排锚索需要安装上钢梁；

第四步，对沿空留巷的煤壁侧和顶板进行锚网支护，形成一个多层有效组合拱，即锚网组合拱、锚索压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而提高支护结构的整体性和承载能力；还可在巷道顶部施工上型钢带，加强顶板支护；

第五步，随着巷道顶板的加固和工作面的推进，沿采空区侧边界线布置切顶支撑结构，如搭设木垛、打点柱、矸石袋砌墙等措施，当采空区来压时，无支护的破碎顶板自然垮落，支护过的加固顶板与原岩加固在一起，形成沿空留巷。

本发明的留巷原理和积极效果是：

1、本发明和原来的普通锚索让压支护相比，通过注浆锚索的注浆，利用浆液封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水侵蚀而降低围岩的本身强度，注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体强度和内聚力、内摩擦角及弹性模量，从而提高了岩体强度，使顶板二次加固，围岩本身和作为支护结构的一部分，且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏。

2、本发明注浆后再配合锚网支护，可以形成一个多层有效的厚度加大的组合拱，即锚网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力。注浆后使得作用在顶板上的垂直载荷能有效地传递到两帮，通过对帮的加固，又能把荷载传递到底板；同时由于组合拱厚度的加大，减小作用在底板上的荷载集中度，底板稳定，减轻底臌现象；底板稳定有助于两帮的稳定，底板及两帮稳定又能保持了顶板的稳定。

3、本发明和原有的采用抗冲击恒阻锚索进行让压支护、工作面切顶泄压沿空留巷的技术相比，在保证支护效果的前提下，避免了锚索破断现象的发生，有效释放围岩积聚的变形能。注浆锚索起到了锚索在挤压加固、多层组合拱以及注浆等方面的多重作用；由于注浆全锚，巷道变形量明显减小，控制了顶板深部离层，节约了用于二次支护和补强支护成本。

总之，本发明的沿空留巷技术，通过合理使用注浆锚索注浆，形成对顶板的二次加固，加固效果明显，顶板围岩稳定，整体力学性能显现，减少了两帮水平应力，对巷道整体变形降低达到70％左右，降低了支护成本，巷道不再进行二次修复，减少了后期工作量。

附图说明

图1是本发明实施例的沿空留巷断面图；

图2本发明实施例的沿空留巷平面图。

图例说明，1-采空区，2-钢梁，3-m型钢带，4-沿空留巷，5-煤壁，6-注浆锚索，7-锚网支护，8-切顶支撑结构，9-顶板，10-采煤工作面。

具体实施方式

如图1图2所示，一种利用注浆锚索实现沿空留巷的技术方法,步骤是：

第一步，在当前的采煤工作面10开采时，在采空区1一侧设计预留出下一个工作面的留用巷道位置，即沿空留巷4；

第二步，边开采，边在预留沿空留巷4的顶板9上沿前进方向施工四到六排锚索孔，每排上的锚索孔间距80-120cm，锚索孔深度大于6米，最边上的锚索孔距离巷道边界线10cm；

第三步，边施工锚索孔，边在锚索孔中安装注浆锚索6，封孔后利用高压泵对顶板裂隙进行注浆，把破碎顶板的缝隙和孔体充实，将预留沿空留巷4的顶板胶结成整体；其中采空区1侧巷道边界线那排锚索需要安装上钢梁2；

第四步，对沿空留巷4的煤壁5侧和顶板9进行锚网支护7，形成一个多层有效组合拱，即锚网组合拱、锚索压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而提高支护结构的整体性和承载能力；还可在巷道顶部施工m型钢带3。

第五步，随着巷道顶板9的加固和工作面的推进，沿采空区1侧边界线布置切顶支撑结构8，如搭设木垛、打点柱、矸石袋砌墙等措施，当采空区1来压时，无支护的破碎顶板自然垮落，支护过的加固顶板9与原岩加固在一起，形成沿空留巷4。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用注浆锚索实现沿空留巷的方法,首先设计需留用巷道，隔离采空区，保持该巷道完整性，作为下一个工作面的运输、通风、行人巷道。按照设计施工锚索眼，安装、锚固锚索封孔。推采通过前注浆加固顶板，使巷道顶板胶结成为一个整体，延采空区边界布置锚索，巷道推采后延边界搭设木垛、点柱、矸石袋封堵等，实现采空区边界锁边切顶，采空区上方无支护采空区来压顶板破碎自然垮落，实现留巷。本发明通过合理使用注浆锚索注浆，形成对顶板的二次加固，加固效果明显，顶板围岩稳定，整体力学性能显现，减少了两帮水平应力，对巷道整体变形降低达到70％左右，降低了支护成本，巷道不再进行二次修复，减少了后期工作量。

技术研发人员：张若祥;张殿镇;颜磊;张新;刘传明;井立志;杨凯;乔振长
受保护的技术使用者：新汶矿业集团有限责任公司;新汶矿业集团有限责任公司孙村煤矿
技术研发日：2017.09.12
技术公布日：2017.12.22