GAO YABIN (CN)
YANG WEI (CN)
SHEN CHUNMING (CN)
LI HE (CN)
| CN103306713A | 2013-09-18 | |||
| CN102900460A | 2013-01-30 | |||
| CN101598030A | 2009-12-09 | |||
| US4687060A | 1987-08-18 |
南京瑞弘专利商标事务所（普通合伙） (CN)
| 权利要求书 1、 一种高突煤层穿层钻孔网络化加固方法， 包括在煤层 （2) 底板岩层内沿工作面 走向布置底抽巷 （5 )， 在底抽巷 （5 ) 内布置多个钻场， 从底抽巷 （5 ) 的每个钻场内向 煤层方向施工穿层钻孔 （6)， 直至穿层钻孔 （6 ) 穿透煤层顶板大于 0.5m 为止， 之后实 施瓦斯抽采对煤层巷道 （4) 控制范围进行消突； 其特征在于， 还包括如下步骤： a、 在煤层巷道 （4) 开掘前 30~60天， 对预掘煤层巷道 （4) 两帮向外延伸距离为 H2 的穿层钻孔 （6 ) 停止瓦斯抽采， 通过注浆泵间隔距离 HI 向停止瓦斯抽采的穿层钻孔 ( 6) 内压注加固材料， 对预掘煤层巷道 （4) 两侧的煤体进行网络化加固； b、 继续对间隔未压注加固材料的穿层钻孔 （6) 抽采瓦斯； c、 当煤层巷道 （4) 两侧煤体加固的长度超过 100m时， 在煤层巷道 （4) 开掘前 1~3 天， 按 《防治煤与瓦斯突出规定》 对瓦斯抽采消突效果进行检验， 检验合格后， 按常规 方法掘进煤层巷道 （4)， 若检验不合格， 则继续进行瓦斯抽采直至达标后再进行煤层巷 道 （4) 的掘进； d、 在掘进煤层巷道 （4) 过程中， 继续向预掘煤层巷道 （4) 两帮向外延伸距离为 H2 的穿层钻孔 （6) 内间隔压注加固材料， 保证加固位置超前掘进头大于 50m或超前掘进时 间不小于 28天。 2、 根据权利要求 1 所述的一种高突煤层穿层钻孔网络化加固方法， 其特征在于： 对 间隔压注加固材料的穿层钻孔之间的距离 HI为 5~20m。 3、 根据权利要求 1 所述的一种高突煤层穿层钻孔网络化加固方法， 其特征在于： 所 述的两帮向外延伸的距离 152为 6~15m。 |
技术方案： 本发明的高突煤层穿层钻孔网络化加固方法， 包括在煤层底板岩层内沿 工作面走向布置底抽巷， 在底抽巷内布置多个钻场， 从底抽巷的每个钻场内向煤层方向 施工穿层钻孔， 直至穿层钻孔穿透煤层顶板大于 0.5m 为止， 之后实施瓦斯抽采对煤层 巷道控制范围进行消突； 还包括如下步骤：
a、 在煤层巷道开掘前 30~60天， 对预掘煤层巷道两帮向外延伸距离为 H2的穿层钻 孔停止瓦斯抽采， 通过注浆泵间隔距离 HI向停止瓦斯抽采的穿层钻孔内压注加固材料 对预掘煤层巷道两侧的煤体进行网络化加固；
b、 继续对间隔未压注加固材料的穿层钻孔抽采瓦 斯；
c、当煤层巷道两侧煤体加固的长度超过 100m时，在煤层巷道开掘前 1~3天，按《防 治煤与瓦斯突出规定》 对瓦斯抽采消突效果进行检验， 检验合格后， 按常规方法掘进煤 层巷道， 若检验不合格， 则继续进行瓦斯抽采直至达标后再进行煤层巷 道的掘进； d、 在掘进煤层巷道过程中， 继续向预掘煤层巷道两帮向外延伸距离为 H2的穿层钻 孔内间隔压注加固材料， 保证加固位置超前掘进头大于 50m或超前掘进时间不小于 28 天。
所述对间隔压注加固材料的穿层钻孔之间的距 离 HI为 5~20m。
所述的两帮向外延伸的距离 H2为 6~15m。
有益效果： 本发明针对高突煤层穿层钻孔破坏煤体后煤层 巷道掘进过程出现的动力 现象频发、 支护困难的问题， 在底板岩巷穿层钻孔抽采瓦斯后， 有选择地对钻孔间隔压 注加固材料浆液， 浆液充填钻孔并向周围煤体内渗透， 形成网络化加固区域， 增大煤体 强度， 使煤层巷道两侧形成 "强弱强"结构体系， 以此改善高突煤层的强度和应力分布， 使采用大量穿层钻孔预抽后的煤层巷道更易支 护， 有效消除采掘过程中的危险性。 本发 明可使高突煤层巷道两帮变形量减少 45~65%， 加固工作量减少 35%~50%， 煤层巷道掘 进速度提高 40%~60%， 具有广泛的实用性。
附图说明
图 1是本发明的结构示意图；
图 2是图 1的 A— A剖面示意图；
图中： 1-煤层顶板， 2-煤层， 3-煤层直接底， 4-煤层巷道， 5-底抽巷， 6-穿层钻孔， 7-钻孔加固区， HI-相邻加固钻孔之间的距离， H2-两帮向外延伸的距离。 具体实施方式 下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步 的描述：
如图 1和图 2所示， 本发明的高突煤层穿层钻孔网络化加固方法：
首先在煤层 2底板岩层内沿工作面走向布置底抽巷 5，在底抽巷 5内布置钻场，从底 抽巷的每个钻场内向煤层 2方向施工穿层钻孔 6;
然后根据煤层 2倾角和穿层钻孔 6的抽采半径， 确定穿层钻孔 6的控制范围， 其中 倾斜、 急倾斜煤层 （倾角在 25°至 90°之间） 的巷道上帮轮廓线外控制距离至少为 20m， 巷道下帮轮廓线外控制距离至少为 10m， 缓倾斜、 近水平煤层 （倾角在 0°至 25°之间） 的巷道轮廓线外控制距离至少为 15m;
从底抽巷 5的每个钻场内向煤层 2方向施工穿层钻孔 6，直至穿过煤层顶板 1长度不 小于 0.5m为止， 之后按常规技术实施瓦斯抽采对煤层巷道 4控制范围进行消突； 根据煤 层 2的坚固性系数 f， 确定相邻加固钻孔之间的距离 HI为 5~20m， 两帮向外延伸的距离 H2为 6~15m， 其中坚固性系数 f 0.35时， 相邻加固钻孔之间的距离 HI不大于 8倍的 穿层钻孔 6的抽采半径，两帮向外延伸的距离 H2不大于 10倍的穿层钻孔 6的抽采半径， 若坚固性系数 f<0.35时， 相邻加固钻孔之间的距离 HI不大于 6倍的穿层钻孔 6的抽采 半径， 两帮向外延伸的距离 H2不大于 8倍的穿层钻孔 6的抽采半径；
如煤层 2的强度较高， 坚固性系数 f为 0.47， 穿层钻孔 6的抽采半径为 1.3m， 则选 择相邻加固钻孔之间的距离 HI 为 7.8m (小于 8倍的抽采半径）， 两帮向外延伸的距离 H2为 10.4m (小于 10倍的抽采半径）；
如煤层 2的强度较小， 坚固性系数 f为 0.28， 穿层钻孔 6的抽采半径为 1.5m， 则选 择相邻加固钻孔之间的距离 HI为 6m (小于 6倍的抽采半径）， 两帮向外延伸的距离 H2 为 9m (小于 8倍的抽采半径）；
在煤层巷道 4开掘前 30~60天，对预掘煤层巷道 4两帮向外延伸距离为 H2的穿层钻 孔 6停止瓦斯抽采，通过注浆泵间隔距离 HI向停止瓦斯抽采的穿层钻孔 6内压注水泥基 加固材料， 对预掘煤层巷道 4两侧的煤体进行网络化加固， 浆液充填钻孔并向周围煤体 内渗透， 形成钻孔加固区 7， 同时继续对间隔未压注加固材料的穿层钻孔 6抽采瓦斯； 当钻孔内的加固材料凝固后， 煤层内钻孔加固区 7间隔分布， 在煤层巷道 4两侧形 成 "强弱强"结构体系， 有效改善了高突煤层的强度和应力分布。 当煤层巷道 4两侧煤 体加固的长度超过 100m时， 在煤层巷道 4开掘前 1~3天， 按《防治煤与瓦斯突出规定》 对瓦斯抽采效果进行检验， 检验合格后， 按常规方法掘进煤层巷道 4， 若检验不合格， 则 继续进行瓦斯抽采直至达标后再进行煤层巷道 4的掘进。 在掘进煤层巷道 4过程中， 继 续向预掘煤层巷道 4两帮向外延伸距离为 H2的穿层钻孔 6内间隔压注水泥基加固材料， 保证加固位置超前掘进头大于 50m或超前掘进时间不小于 28天。