采场破碎顶板快速维护方法

摘要

本发明公开了一种采场破碎顶板快速维护方法，它首先设计维护采场破碎顶板的锚杆钻孔；然后采用自钻式锚杆配合钢筋带进行护顶；护顶时，先用普通锚杆钻具在预钻钻孔上进行锚杆深度探测，然后根据顶板破碎范围选取锚杆的种类。本发明解决了多构造、高应力、大埋深条件下破碎顶板的及时、快速、有效的维护问题。

权利要求

1.一种采场破碎顶板快速维护方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：设计维护采场破碎顶板的锚杆钻孔

当工作面开采过程中，出现顶板裂隙发育、小范围破碎、压力显现扩展趋势明显的区域时，每1.4m的长度范围内布置2个钻孔，钻孔间距控制在0.9-1.0m，预钻深度为1.0-3.mm；

第二步：自钻式锚杆配合钢筋带护顶

先用普通锚杆钻具在预钻钻孔上进行锚杆深度探测，当钻具钻进到一定深度钻进较困难时，说明钻孔进入完整岩层，即为有效深度；

当顶板破碎范围跨度小于100米、深度小于15米，选取与有效深度相匹配长度的自钻锚杆作为支护锚杆，然后采用锚杆钻具配合自钻锚杆进行钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，将钢筋带铺设到顶板上，并使自钻锚杆端部在钢筋带中露出，在锚杆端部安装上托盘，并拧紧螺母；

当顶板破碎范围跨度大于100米、深度大于15米，选取与有效深度相匹配长度的自钻注浆锚杆作为支护锚杆，然后采用锚杆钻具配合自钻注浆锚杆进行钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，将钢筋带铺设到顶板上，并使自钻注浆锚杆端部在钢筋带中露出，在锚杆端部安装上托盘，并拧紧螺母；最后通过注浆连接装置连接注浆泵，从自钻注浆锚杆空心中向破碎顶板或断层带中注浆，加固破碎顶板。

说明书

采场破碎顶板快速维护方法

技术领域

[0001] 本发明属于矿山开采技术领域。

背景技术

[0002] 矿山开采顶板事故是矿山重大灾害事故之一，随着开采深度增加、大采高开采技术的应用，开采过程中经常出现顶板破碎现象，造成局部或大面积冒顶事故，不但影响生产，而且造成安全隐患。我国煤矿常见顶板事故，包括回采工作面设备安装及推进过程中的顶板事故，掘进工作面推进过程中的顶板事故及巷道维修过程中的事故三个部分。目前该类事故的防治与常规的防治方法基本相同，主要采取人工填充、临时支护措施。随着开采深度增加、大采高开采机械化的推广应用，这些常规措施在具体实施过程中，由于存在操作困难、危险性难以控制等缺陷，造成设备停机时间长，冒顶处理不及时，往往诱发二次灾害，导致顶板控制的恶性循环，且容易发生大范围的顶板事故，造成重大的损失。当采场存在异常高应力区和复杂构造时，顶板冒落采用目前的方法难以实现有效控制，造成支护材料浪费和人工消耗。因此多构造、高应力(原岩应力达到20Mp时)、大埋深(大于800米时)条件下的破碎顶板控制需要发明一些快速、有效的技术方法，发明一种对破碎顶板及时、快速、有效的维护方法具有重大意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对目前深部开采多构造、高应力区域破碎顶板控制存在的防范不及时、效果不到位的重大不足，提出一种新的、具有及时、快速的对破碎顶板进行维护的有效方法。

[0004] 本发明的技术方案是：

[0005] 第一步：设计维护采场破碎顶板的锚杆钻孔

[0006] 当工作面开采过程中，出现顶板裂隙发育、小范围破碎、压力显现扩展趋势明显的区域时，每1.4m范围内布置2个钻孔，钻孔间距控制在0.9-1.0m，预钻深度为1.0-3.mm；

[0007] 第二步：自钻式锚杆配合钢筋带护顶

[0008] 先用普通锚杆钻具在预钻钻孔上进行锚杆深度探测，当钻具钻进到一定深度钻进较困难时，说明钻孔进入完整岩层，即为有效深度；

[0009] 当顶板破碎范围跨度小于100米、深度小于15米，选取与有效深度相匹配长度的自钻锚杆作为支护锚杆，然后采用锚杆钻具配合自钻锚杆进行钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，将钢筋带铺设到顶板上，并使自钻锚杆端部在钢筋带中露出，在锚杆端部安装上托盘，并拧紧螺母；

[0010] 当顶板破碎范围跨度大于100米、深度大于15米，特别是遇到构造时，选取与有效深度相匹配长度的自钻注浆锚杆作为支护锚杆，然后采用锚杆钻具配合自钻注浆锚杆进行钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，将钢筋带铺设到顶板上，并使自钻注浆锚杆端部在钢筋带中露出，在锚杆端部安装上托盘，并拧紧螺母；最后通过注浆连接装置连接注浆泵，从自钻注浆锚杆空心中向破碎顶板或断层带中注浆，加固破碎顶板。

[0011] 本发明的积极效果是：1.通过在破碎顶板内安装自钻锚杆，并配合维护功能的钢筋带，对顶板起到主动维护作用，有效防止冒顶区域的扩展。2.通过注浆，加固了破碎顶板，提高了顶板岩层强度，对采场深部的破碎、裂隙岩体人为固化成完整岩层，为工作面的推进提供了安全保障。3.钢筋带具有封闭、承担、使压作用，对工作面端面顶板、巷道顶板处起到防护作用，对该空间内的工作人员起到防护作用。

附图说明

[0012] 下面结合附图说明本发明的实施。

[0013] 图1是工作面破碎顶板区域钻孔布置俯视图；

[0014] 图2是锚杆深度探测示意图；

[0015] 图3是自钻注浆锚杆结构图；

[0016] 图4是钢筋带结构图。

[0017] 图中：1-钻头，2-连接装置2，3-中孔钻杆，4-止浆塞，5-垫板，6-螺母，7-注浆装置。

具体实施方式

[0018] 本发明方法步骤如下：

[0019] 第一步：设计维护采场破碎顶板的锚杆钻孔

[0020] 当工作面开采过程中，出现顶板裂隙发育、小范围破碎、压力显现扩展趋势明显的区域时，每1.4m范围内布置2个钻孔，钻孔间距控制在0.9-1.0m，预钻深度为1.0-3.mm。如图1所示。

[0021] 第二步：自钻式锚杆配合钢筋带护顶

[0022] 先用普通锚杆钻具在预钻钻孔上进行锚杆深度探测，当钻具钻进到一定深度钻进较困难时，说明钻孔进入完整岩层，即为有效深度，见图2。

[0023] 当顶板破碎范围跨度小于100米、深度小于15米时，选用与有效深度相匹配长度的自钻式锚杆，将自钻式锚杆安装在配套的钻具上，在设计的钻孔位置进行钻进，钻到底后预留出尾端，然后将钢筋带铺设到顶板上，并使尾端在钢筋带中露出，在尾端安装上托盘，并拧紧螺母，钢筋带的结构见图4。

[0024] 当顶板破碎范围跨度大于100米、深度大于15米时，特别是遇到构造时，选取与有效深度相匹配长度的自钻注浆锚杆作为支护锚杆，然后采用锚杆钻具配合自钻注浆锚杆进行钻进，达到锚杆长度后，停止钻进，将钢筋带铺设到顶板上，并使自钻注浆锚杆端部在钢筋带中露出，在锚杆端部安装上托盘，并拧紧螺母；最后通过注浆连接装置连接注浆泵，从自钻注浆锚杆空心中向破碎顶板或断层带中注浆，加固破碎顶板。

[0025] 如图3所示，自钻注浆锚杆采用长短配合的组合结构件，由钻头1、中空钻杆3、连接装置2、止浆塞4、垫板5和螺母6组成；中空钻杆由多节构成，用连接装置连接在一起，根据顶板破碎深度灵活选取；并配有注浆连接装置7。