一種利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及條帶煤柱開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升 條帶煤柱性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 條帶煤柱開(kāi)采法被廣泛的應(yīng)用在"三下"采煤中，工作面開(kāi)采后從煤柱的邊緣開(kāi)始 形成屈服區(qū)和彈性區(qū)，煤柱長(zhǎng)期受上覆巖層載荷的作用下屈服區(qū)逐漸破壞形成破碎區(qū)并擴(kuò) 大，最終將導(dǎo)致煤柱的失穩(wěn)，造成地表沉降，導(dǎo)致巨大的危害。傳統(tǒng)的寬煤柱的加固法有錨 桿加固、注漿加固、錨索加固、錨網(wǎng)支護(hù)等，但是都有一定的弊端，錨桿的長(zhǎng)度是制約錨桿加 固寬煤柱的關(guān)鍵因素；注漿支護(hù)提高了屈服區(qū)的承載能力，但是不能為煤柱提供有效地側(cè) 向約束力，不能限制煤柱的屈服區(qū)的發(fā)展；錨索支護(hù)適應(yīng)不了煤柱大變形而失效，錨網(wǎng)支護(hù) 同樣不能限制煤柱屈服區(qū)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶 煤柱性能的方法，設(shè)計(jì)了注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，并利用其實(shí)現(xiàn)了在向條帶煤柱屈服區(qū)注漿的 同時(shí)，在屈服區(qū)和彈性區(qū)實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)，多方面提升條帶煤柱的性能。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 一種注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，包含有鉆頭、實(shí)體錨桿體和中空注漿錨桿體，所述鉆頭設(shè)置于 實(shí)體錨桿體的端部，所述實(shí)體錨桿體通過(guò)連接套與中空注漿錨桿體連接，所述中空注漿錨 桿體上均勻設(shè)置多個(gè)注漿孔，所述中空注漿錨桿體的末端設(shè)置有止?jié){塞、墊板和堵漿塞。
[0005] 所述中空注漿錨桿體設(shè)置為多個(gè)，之間通過(guò)連接套連接。
[0006] -種利用上注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)： 1) 在條帶煤柱兩側(cè)的工作面開(kāi)采后，根據(jù)需要安裝好多根注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，寬煤柱 的情況下，采用多根中空注漿錨桿體連接在一起； 2) 將注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿根據(jù)需要的間距、排距對(duì)稱(chēng)打入煤體兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)條帶煤柱兩 側(cè)屈服區(qū)和中間彈性區(qū)的錨桿支護(hù)； 3) 在條帶煤柱的頂部和底部分別將注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿傾斜打入煤柱的頂板和底板，將 條帶煤柱和頂板、底板形成一個(gè)整體，限制條帶煤柱的橫向變形； 4) 向注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿內(nèi)部注漿，注漿前先壓清水2-5分鐘，沖洗裂隙通道，采用低一 高一低檔位，保證注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿內(nèi)充滿(mǎn)水泥砂漿，注漿結(jié)束，實(shí)現(xiàn)了屈服區(qū)的注漿。
[0007] 所述用于打入頂板和底板的注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿與頂板、底板之間傾角分別設(shè)置為 10-30。 。
[0008] 所述注漿材料選用水灰比為0. 38-0. 45的水泥砂漿。
[0009] 本發(fā)明設(shè)計(jì)了注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿的結(jié)構(gòu)，以及利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤 柱性能的方法，實(shí)現(xiàn)了條帶煤柱屈服區(qū)注漿以及條帶煤柱屈服區(qū)、彈性區(qū)錨桿支護(hù)雙重功 能，一方面屈服區(qū)的承載能力得到提高，另一方面注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿給煤柱一定的側(cè)向約 束力，煤柱由二向受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為三向受力狀態(tài)，煤柱強(qiáng)度得到了提升，性能得到了提升； 煤柱的頂部和底部?jī)A斜打入注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，注漿后將煤柱與頂、底板連接成一個(gè)整體， 限制了煤柱的橫向變形；注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可根據(jù)煤柱寬度調(diào)整中空注漿錨桿 體的長(zhǎng)度，安裝方便，確保屈服區(qū)的承載能力提高，成本低，適宜在礦區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明方法結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述： 如圖2所示，該注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，包含有鉆頭8、實(shí)體錨桿體9和中空注漿錨桿體11， 所述鉆頭8設(shè)置于實(shí)體錨桿體9的端部，所述實(shí)體錨桿體9通過(guò)連接套10與中空注漿錨桿 體11連接，所述中空注漿錨桿體11上均勻設(shè)置多個(gè)注漿孔，所述中空注漿錨桿體11的末 端設(shè)置有止?jié){塞13、墊板16和堵漿塞15。
[0012] 作為優(yōu)選的方式，所述中空注漿錨桿體11設(shè)置為多個(gè)，之間通過(guò)連接套10連接。
[0013] 根據(jù)A.H.威爾遜屈服區(qū)寬度公式:f = CL0CH92 m/?，式中：m為煤層的厚度， h為采深，注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4的中空注漿錨桿體11的長(zhǎng)度為：T二0.00492 ot/i，但 是考慮到采動(dòng)等其他因素的影響，取中空注漿錨桿體11的長(zhǎng)度為F = ACL00492 ，；i\為擾動(dòng)因子，取1~1. 5。注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4的實(shí)體錨桿體9的長(zhǎng)度取lm。
[0014] 對(duì)于采深較大的寬煤柱的支護(hù)時(shí)，由于屈服區(qū)的寬度較大，我們可以使用連接套 10將等長(zhǎng)的中空注漿錨桿體11以及實(shí)體錨桿體9連結(jié)在一起。連接套10的結(jié)構(gòu)為兩端設(shè) 有具有內(nèi)螺紋的固定孔，中空注漿錨桿體11以及實(shí)體錨桿體9的端部設(shè)有螺紋，懸入連接 套10的固定孔成固定連接。
[0015] 如圖1所示，條帶煤柱兩側(cè)采空區(qū)1、屈服區(qū)2和中間彈性區(qū)3,利用注漿聯(lián)合支護(hù) 錨桿提升條帶煤柱性能的方法，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)： 1) 在條帶煤柱兩側(cè)的工作面開(kāi)采后，根據(jù)需要安裝好多根注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4,寬煤柱 的情況下，采用多根中空注漿錨桿體11連接在一起； 2) 將注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4根據(jù)需要的間距、排距對(duì)稱(chēng)打入煤體兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)條帶煤柱 兩側(cè)屈服區(qū)2和中間彈性區(qū)3的錨桿支護(hù)； 3) 在條帶煤柱的頂部和底部分別將注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4傾斜打入煤柱的頂板6和底板 7,優(yōu)選所述用于打入頂板6和底板7的注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4與頂板6、底板7之間傾角分別 設(shè)置為10-30°，將條帶煤柱和頂板6、底板7形成一個(gè)整體，限制條帶煤柱的橫向變形； 4) 向注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4內(nèi)部注漿，所述注漿材料選用水灰比為0. 38-0. 45的水泥砂 漿， 注漿前先壓清水2-5分鐘，沖洗裂隙通道，提高注漿效果；采用低一高一低檔位，防止 高檔位注漿上壓影響注漿效果；保證注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿4內(nèi)充滿(mǎn)水泥砂漿，注漿完成后用 止?jié){塞13將錨桿堵住，防止?jié){液逆流，實(shí)現(xiàn)了屈服區(qū)2的注漿。注漿完成后，塞入堵漿塞15 并擰緊螺母14, 一定要保證中空注漿錨桿體11內(nèi)充滿(mǎn)水泥砂漿。
[0016] 綜上所述，本發(fā)明在利用了注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)屈服區(qū)2注漿 的同時(shí)，對(duì)屈服區(qū)2和彈性區(qū)3形成錨桿支護(hù)，注漿后條帶煤柱與頂板6和底板7形成一個(gè) 整體，屈服區(qū)的承載能力得到提高，條帶煤柱得到了一定的側(cè)向約束力，限制了條帶煤柱的 橫向變形，提升了條帶煤柱的性能。
[0017] 當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，其特征在于，包含有鉆頭（8)、實(shí)體錨桿體（9)和中空注漿 錨桿體（11 )，所述鉆頭（8 )設(shè)置于實(shí)體錨桿體（9 )的端部，所述實(shí)體錨桿體（9 )通過(guò)連接套 (10)與中空注漿錨桿體（11)連接，所述中空注漿錨桿體（11)上均勻設(shè)置多個(gè)注漿孔，所述 中空注漿錨桿體（11)的末端設(shè)置有止?jié){塞（13 )、墊板（16 )和堵漿塞（15 )。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，其特征在于，所述中空注漿錨桿體（11) 設(shè)置為多個(gè)，之間通過(guò)連接套（10)連接。
3. -種利用上述權(quán)利要求1所述的注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法，其特 征在于，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)： 1) 在條帶煤柱兩側(cè)的工作面開(kāi)采后，根據(jù)需要安裝好多根注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿（4 )，寬煤 柱的情況下，采用多根中空注漿錨桿體（11)連接在一起； 2) 將注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿（4)根據(jù)需要的間距、排距對(duì)稱(chēng)打入煤體兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)條帶煤柱 兩側(cè)屈服區(qū)（2)和中間彈性區(qū)（3)的錨桿支護(hù)； 3) 在條帶煤柱的頂部和底部分別將注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿（4)傾斜打入煤柱的頂板（6)和 底板（7)，將條帶煤柱和頂板（6)、底板（7)形成一個(gè)整體，限制條帶煤柱的橫向變形； 4) 向注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿（4)內(nèi)部注漿，注漿前先壓清水2-5分鐘，沖洗裂隙通道，采 用低一高一低檔位，保證注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿（4)內(nèi)充滿(mǎn)水泥砂漿，注漿結(jié)束，實(shí)現(xiàn)了屈服區(qū) (2)的注漿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法，其特征在 于，所述用于打入頂板（6)和底板（7)的注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿（4)與頂板（6)、底板（7)之間傾 角分別設(shè)置為10-30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法，其特征在 于，所述注漿材料選用水灰比為〇.38-0. 45的水泥砂漿。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法，涉及條帶煤柱開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿的結(jié)構(gòu)，以及利用注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿提升條帶煤柱性能的方法，實(shí)現(xiàn)了條帶煤柱屈服區(qū)注漿以及條帶煤柱屈服區(qū)、彈性區(qū)錨桿支護(hù)雙重功能，一方面屈服區(qū)的承載能力得到提高，另一方面注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿給煤柱一定的側(cè)向約束力，煤柱由二向受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為三向受力狀態(tài)，煤柱強(qiáng)度得到了提升，性能得到了提升；煤柱的頂部和底部?jī)A斜打入注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿，注漿后將煤柱與頂、底板連接成一個(gè)整體，限制了煤柱的橫向變形；注漿聯(lián)合支護(hù)錨桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可根據(jù)煤柱寬度調(diào)整中空注漿錨桿體的長(zhǎng)度，安裝方便，確保屈服區(qū)的承載能力提高，成本低，適宜在礦區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】E21D20-02, E21C41-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104847354
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510156783
【發(fā)明人】陳紹杰, 尹大偉, 劉小巖, 朱彥, 閔瑞, 王懷遠(yuǎn), 曹俸瑋
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日