综采工作面端头回采巷道顶板控制垮落法

摘要

一种综采工作面端头回采巷道顶板控制垮落法是在综采工作面端头采空侧回采巷道顶板上钻孔；若钻孔内部整体性好，孔壁无裂隙时，在孔内距孔口0.5m处安设封口器；若钻孔内部整体差，孔壁有明显裂隙，影响注浆效果时，需先在孔内安设柔性塑料套筒，并在塑料套筒内距孔口0.5m处安设封孔器；将制得的膨胀浆体，通过封孔器注入钻孔或钻孔内的塑料套筒内；膨胀剂膨胀产生的静态力，胀破钻孔孔壁，使煤岩体整体性遭到破坏而失稳，从而使综采工作面端头回采巷道所设钻孔的顶板失稳，达到人为控制顶板垮落的目的。本发明方法解决了回采巷道顶板未能随采面推进及时垮落，端头悬顶过大造成支架压力增大，瓦斯积聚等的问题，实现了综采工作面端头回采巷道顶板垮落的有效控制。

主权项

一种综采工作面端头回采巷道顶板控制垮落法，其所述方法是按下列步骤进行：（1）根据直接顶顶板类别，在综采工作面端头回采巷道顶板需要人工控制垮落的部位施工多排钻孔；（2）若钻孔（1）内部整体性好，孔壁无裂纹时，在孔内距孔口0.5m处安设封孔器（2）；若钻孔（1）内部整体差，孔壁有明显裂隙，导致漏浆，影响注浆效果时，需先在孔内安设柔性塑料套筒（4），并在塑料套筒内距孔口0.5m处安设封孔器（2）；（3）将煤岩膨胀剂与水按重量比为7:3混合；将温度控制在15℃以下进行搅拌，制得膨胀剂浆体（3）；（4）将上述步骤（3）制得膨胀剂浆体（3）在10min内，用注浆泵通过封孔器（2）直接注入上述步骤（1）的钻孔内或上述步骤（2）的柔性塑料套筒（4）内；（5）等待孔内膨胀剂发生膨胀，多个钻孔内膨胀剂联合作用使综采工作面端头回采巷道顶板被挤压破裂达到垮落的目的；所述钻孔（1）同方向孔距和孔径的关系满足下列公式：（1）式中：为同方向孔距，单位m，为孔口孔径，单位m，为钻孔密度调整系数；钻孔深度为目标破碎体的90%；钻孔水平角度分为与回采巷道轴线向采空侧方向45°和与回采巷道轴线背采空侧方向45°两种；所述钻孔密度调整系数为1.25时，用于中等稳定顶板；为1时，用于稳定顶板；为0.8时，用于非常稳定顶板；所述煤岩膨胀剂由CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃组成，其中90%以上是CaO；煤岩膨胀剂和水混合后，用机械或手工，用手搅拌要戴橡胶手套，搅拌成具有流动性的均匀浆体，确保胀裂剂完全溶解到水中，若膨胀剂和水反应速度过快，需加入重量不超过总重量1%的工业碱抑制反应速率； 所述柔性塑料套筒（4）内所需膨胀剂浆体的量是按公式进行计算：（2）式中：为注浆系数0.95；为钻孔直径，单位m；为孔深，单位m；为封孔器长度，单位m；为膨胀剂浆体量，单位m³。