(1)工程概况
本项目主要针对寺河矿大采高工作面端头破碎区煤壁片帮漏顶问题开展基础研究工作,寺河矿大采高工作面采高大、推进速度快、开采强度大。工作面端头区域留顶煤,采高过渡。在大采高工作面布置过程中,工作面开采高度为6.0m左右,而顺槽巷道的高度仅为3.8m,现场往往采用留顶煤的方式进行采高的过渡,采高过渡范围10~15m,使工作面端头区域煤体稳定性进一步降低,再者,在端头区内,由于应力集中,出现煤壁片帮现象,给工作面顶板控制带来困难。工作面端头区域受两次采动影响,反复破坏,工作面端头区域煤壁片帮严重,且其破坏范围不仅仅局限于工作面机头(尾)2~3架范围内,而是表现出了15~20m范围内的大面积破坏,给工作面安全生产造成了极大影响。开展大采高工作面三角区注浆研究具备良好的安全和经济效益。
大采高工作面巷道布置示意图
(2)施工方法
在工作面顺槽巷道内进行中深孔孔注浆,即超前工作面一定距离,向工作面煤壁施工钻孔进行注浆加固。在注浆过程中为防止浆液通过相邻钻孔渗出,在前一钻孔注浆结束前不能施工相邻的下一个钻孔。
注浆材料使用耐固注浆Ⅰ号双液注浆材料,注浆时机选择在工作面前方50m~60m范围。
封孔深度为6m,孔口部分采用6分无缝钢管作为封孔管,由3节钢管连接而成,孔内剩余部分需插入直径为32mm的PE管,PE管的长度约14m,前方5m范围需布置对穿射浆孔,射浆孔直径5~8mm,间距300mm。
浅孔注浆钻孔封孔方法示意图
(3)实施效果
对工作面24#~16#横川之间工作面三角区进行注浆加固,注浆加固范围为485m,共计注浆162个孔,消耗注浆材料4336袋,108.4t,平均每孔注浆量为26.8袋,最大单孔注浆量为90袋。
通过对现场注浆前后煤壁片帮量进行观测对比可以看出,在对工作面端头区域进行注浆加固之前,工作面端头区域的煤壁片帮现象频繁发生,且片帮深度比较大,煤壁片帮深度最大可达1.5m。而在进行注浆加固后,由工作面注浆后煤壁片帮统计表可以看出,工作面端头区域范围内的煤壁片帮量大大减小,片帮深度平均约为0.4m,能够有效的控制煤壁片帮现象,基本达到了防止煤壁片帮的要求,对工作面的正常回采提供了保障。