盘区平衡开采方法与流程

本发明涉及煤矿开采的安全，具体而言，涉及一种盘区平衡开采方法。

背景技术：

1、目前井工煤矿开采通常采用两条巷道160圈出一个工作面的长壁回采模式，如图1所示，一个盘区通常包含多个工作面，例如图1中包括5个工作面——工作面甲110～工作面戊150。以工作面甲110为例，煤层采出后覆岩会发生垮落、沉降，工作面中部沉降明显、两侧沉降稍小，当盘区内的工作面逐步回采后，多个面回采后覆岩运动会在盘区内叠加，中间工作面的地表沉降最为明显。目前行业内尚无较好的盘区覆岩平衡开采方法，而现有沉降式开采有较多危害：覆岩的沉降会造成地表的破坏；若覆岩中含有含水层，则会进一步破坏地下水系统，并造成矿井水害风险；若覆岩中含有坚硬稳定岩层，则破断会造成冲击地压灾害风险。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种盘区平衡开采方法，以解决现有地面沉降的技术问题。

2、本发明提供的盘区平衡开采方法，在对工作面进行开采之后，对工作面上方的顶板进行压裂并注浆。

3、本发明盘区平衡开采方法带来的有益效果是：

4、在工作面开采之后，对工作面上方的顶板进行压裂，可以使得顶板的岩体发生破断，其总体高度增加，以利用破裂后的岩体对顶板进行支撑。而压裂层为顶板上方的关键层，即顶板上方的厚、硬岩层，通常情况下，首采面采用压裂一层即起到有效的充填作用。而当破裂后的岩体因上方的压力被压低或产生压低趋势时，可以利用注浆工艺，浇筑破裂后的岩体之间的缝隙，防止岩体被继续压低。

5、所以，该盘区平衡开采方法可以具有以下优势：

6、能够有效控制盘区顶板的沉降，减少对地表的破坏。区域控制顶板运移，对于顶板含水层的保水、降低矿井涌水量，对于降低矿压显现强度、降低冲击地压风险，均有一定好处。压注措施均为区域性措施，工序简单、作业量小、性价比高，且区域性措施实施后，对于工作面的回采影响小。技术适用性强，压裂、注浆层位选择灵活，对于不同地质条件、不同盘区布置均有较强适用性。

7、可选的技术方案中，所述对工作面上方的顶板进行压裂并注浆中，包括钻低位定向注浆孔，所述低位定向注浆孔自巷道的侧壁钻入。

8、可选的技术方案中，单个所述低位定向注浆孔的长度为500m～1000m，所述低位定向注浆孔距离其两侧的巷道30m～50m。

9、可选的技术方案中，所述顶板包括低位顶板；所述对工作面上方的顶板进行压裂并注浆中，在所述低位定向注浆孔中设置第一传感器，所述第一传感器检测到所述低位顶板发生破断后，通过所述低位定向注浆孔进行注浆。

10、可选的技术方案中，所述低位定向注浆孔覆盖整个工作面。

11、可选的技术方案中，所述对工作面上方的顶板进行压裂并注浆中，所述低位定向注浆孔高于压裂层。

12、可选的技术方案中，所述对工作面上方的顶板进行压裂并注浆中，还包括钻高位地面垂直注浆孔，所述高位地面垂直注浆孔自地面向下钻入。

13、可选的技术方案中，所述高位地面垂直注浆孔的底端高于所述低位定向注浆孔10m～50m。

14、可选的技术方案中，所述顶板还包括高位顶板；所述对工作面上方的顶板进行压裂并注浆中，在所述高位地面垂直注浆孔中设置第二传感器，所述第二传感器检测到所述高位板发生破断后，通过所述高位地面垂直注浆孔进行注浆。

15、可选的技术方案中，所述高位地面垂直注浆孔分布于所述工作面在长度方向的中部，所述高位地面垂直注浆孔的间隔为500m～1000m。

技术特征：

1.一种盘区平衡开采方法，其特征在于，在对工作面进行开采之后，对工作面上方的顶板(190)进行压裂并注浆。

2.根据权利要求1所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述对工作面上方的顶板(190)进行压裂并注浆中，包括钻低位定向注浆孔(210)，所述低位定向注浆孔(210)自巷道(160)的侧壁钻入。

3.根据权利要求2所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，单个所述低位定向注浆孔(210)的长度为500m～1000m，所述低位定向注浆孔(210)距离其两侧的巷道(160)30m～50m。

4.根据权利要求2所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述顶板(190)包括低位顶板(191)；所述对工作面上方的顶板(190)进行压裂并注浆中，在所述低位定向注浆孔(210)中设置第一传感器(220)，所述第一传感器(220)检测到所述低位顶板(191)发生破断后，通过所述低位定向注浆孔(210)进行注浆。

5.根据权利要求2所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述低位定向注浆孔(210)覆盖整个工作面。

6.根据权利要求2所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述对工作面上方的顶板(190)进行压裂并注浆中，所述低位定向注浆孔(210)高于压裂层。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述对工作面上方的顶板(190)进行压裂并注浆中，还包括钻高位地面垂直注浆孔(230)，所述高位地面垂直注浆孔(230)自地面向下钻入。

8.根据权利要求7所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述高位地面垂直注浆孔(230)的底端高于所述低位定向注浆孔(210)10m～50m。

9.根据权利要求7所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述顶板(190)还包括高位顶板(192)；所述对工作面上方的顶板(190)进行压裂并注浆中，在所述高位地面垂直注浆孔(230)中设置第二传感器(240)，所述第二传感器(240)检测到所述高位顶板(192)发生破断后，通过所述高位地面垂直注浆孔(230)进行注浆。

10.根据权利要求7所述的盘区平衡开采方法，其特征在于，所述高位地面垂直注浆孔(230)分布于所述工作面在长度方向的中部，所述高位地面垂直注浆孔(230)的间隔为500m～1000m。

技术总结本发明提供了一种盘区平衡开采方法，涉及煤矿开采的安全技术领域，以解决地面沉降的问题。盘区平衡开采方法，包括：在对工作面进行开采之后，对工作面上方的顶板进行压裂并注浆。其可以减少地面沉降。技术研发人员：马新根,李前,胡兵,崔义,李永元,吴学松,金建成,李宁,张高峰,刘赟臣,李义朝,张嘉,强丽,冯如新受保护的技术使用者：华能煤炭技术研究有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15