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专利号: 2018101615622
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种松散煤层沿空掘巷窄煤柱的加固方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:在松散煤层巷道帮部试验在注浆压力P下形成的试验旋喷桩直径D、旋喷固结体平均单轴抗压强度σC1,松散煤体单轴抗压强度σC2,作为旋喷施工设计依据;

步骤二:在窄煤柱(6)与上工作面(1)之间的机巷掘进期间,根据现场测量的地应力σ1、窄煤柱(6)的宽度L和步骤一确定的旋喷桩参数设计钻孔布局及参数,确定旋喷桩相互咬合距离为0.15D、旋喷桩组(8)的宽度S在0.50~0.55D之间,旋喷桩组(8)的间距C依据以下公式计算得出:步骤三:随着上工作面(1)的掘进工作面(4)从已掘机巷(3)向未掘机巷(5)推进,滞后掘进工作面(4)30m在窄煤柱(6)朝向已掘机巷(3)的侧面施工旋喷桩(8-1),具体操作时,先调整钻机位置与窄煤柱(6)煤层保持相同的倾角钻孔,钻孔孔深为窄煤柱(6)的宽度L,钻孔至孔底后进行水泥浆旋喷注浆,注浆压力为P,同时钻杆以恒定速度倒退提升,提升距离孔口1m时停止旋喷,将水泥浆与散煤强制搅拌混合,居中顶入长度为L+100mm的锚杆(8-2),锚杆(8-2)外露出窄煤柱(6)侧面100mm,然后对钻孔孔口用编织袋加速凝剂进行封口、补浆管置于中央进行补浆形成旋喷桩(8-1),旋喷桩(8-1)起强后在锚杆(8-2)露出旋喷桩(8-1)外端的部分套上托盘(8-3)和螺母(8-4)固定,施加50kN预应力,形成全长锚固结构(Ⅰ);

步骤四:一个旋喷桩(8-1)形成后,从上向下间隔旋喷得到多个旋喷桩(8-1),相邻的旋喷桩(8-1)之间相互咬合形成旋喷桩组(8),一个旋喷桩组(8)形成后,在窄煤柱(6)朝向已掘机巷(3)一侧的侧面沿着掘进方向间隔施工多个旋喷桩组(8),预应力在相邻旋喷桩组(8)之间形成锚固稳定区(Ⅱ),直到巷道掘进完成或需要加固的煤柱段施工完毕。

2.根据权利要求1所述的松散煤层沿空掘巷窄煤柱的加固方法,其特征在于,所述旋喷桩组(8)的宽度S为0.53D。

3.根据权利要求1所述的松散煤层沿空掘巷窄煤柱的加固方法,其特征在于,所述注浆压力P为20~25MPa,形成的旋喷桩直径D为500~700mm。

4.根据权利要求1所述的松散煤层沿空掘巷窄煤柱的加固方法,其特征在于,所述步骤三中的钻杆倒退速度设定为0.25m/min。

5.根据权利要求1所述的松散煤层沿空掘巷窄煤柱的加固方法,其特征在于,所述水泥浆采用高强水泥,高强水泥中加入高性能速凝剂。

6.根据权利要求1所述的松散煤层沿空掘巷窄煤柱的加固方法,其特征在于,所述锚杆(8-2)的粘锚段有增阻螺纹,并焊接有分叉。