一种掘进工作面快速通过陷落柱方法与流程

本发明属于煤炭开采，特别是涉及一种掘进工作面快速通过陷落柱方法。

背景技术：

1、在煤矿掘进工作面施工过程中，不可避免会遇到陷落柱、断层、褶曲等地质异常区域。陷落柱是煤矿井下常见的地质构造，通常由于上覆岩层中的空洞或溶洞在重力作用下发生坍塌而形成，原有地质结构发生破坏，使煤层不再保持原有的连续性。因此，陷落柱的存在会造成矿井掘进工程中存在较大未知安全隐患。

2、因此，能否快速安全的通过陷落柱，是掘进工作面能否顺利施工的重要影响因素之一，其会直接影响到矿井的安全生产与开采效率。然而，目前由于缺乏高效通过陷落柱的方法，经常导致掘进工作面的施工难以顺利展开。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，在煤矿掘进工作面施工过程中，掘进工作面可高效安全的通过陷落柱，有效提高掘进工作面的施工效率，减少事故风险，降低生产成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，包括如下步骤：

3、步骤一：超前探钻孔

4、当掘进工作面施工至距离陷落柱19.5米～20.5米处时，施工超前探钻孔，利用超前探钻孔对陷落柱的影响范围进行探测，预防掘进工作面与陷落柱之间的相互应力对掘进工作面产生损伤破坏，并在掘进工作面接近陷落柱前完成防护措施的施工；针对陷落柱的边缘区域，采用长波与短波相结合的超前探测技术进行探测；

5、步骤二：注浆加固

6、当掘进工作面施工至陷落柱时，针对陷落柱局部区域产生的裂隙、扩展、破碎，采用注浆加固技术对陷落柱产生裂隙、扩展、破碎的局部区域进行加固，使掘进工作面前方的煤体和顶板结构保持完整；

7、步骤三：松动炮破岩

8、当掘进工作面施工至陷落柱的硬岩区域时，采用松动炮破岩技术对硬岩进行破碎，使掘进工作面高效通过陷落柱的硬岩区域。

9、在步骤一中，超前探钻孔的施工深度为14.5米～15.5米，探测范围包含掘进工作面的揭露范围以及陷落柱的揭露范围。

10、在步骤一中，在掘进工作面施工过程中，每推进4.5米～5.5米，则在陷落柱的揭露范围内施工2.5米～3.5米的探测钻孔，利用探测钻孔确定推进方向上4.5米～5.5米范围内的巷道两帮与陷落柱的空间位置关系，用以提前对巷道两帮的煤岩交界面进行管理；

11、在步骤二中，注浆加固的注浆孔施工参数为：注浆孔采用三花眼布置形式，水平方向上的相邻注浆孔的间距为1.6米～1.8米；注浆孔的施工深度为7.5米～8.5米，注浆孔的封孔深度为3.5米～4.5米；低位处的注浆孔与巷道底板的间距为0.8米～1.2米，低位处的注浆孔与掘进工作面垂直分布；高位处的注浆孔与巷道顶板的间距为0.4米～0.6米，高位处的注浆孔相对于水平面具有4°～6°的仰角。

12、在步骤三中，松动炮破岩的炮眼孔施工参数为：炮眼孔采用三花眼布置形式，且在高度方向上总共施工有五排炮眼孔，水平方向上的相邻炮眼孔的间距为0.4米～0.6米，相邻两排炮眼孔的间距为0.8米～1.0米，炮眼孔的施工深度为1.7米～1.9米；高位处顶排的炮眼孔1与巷道顶板的间距为0.4米～0.6米，高位处顶排的炮眼孔相对于水平面具有8°～10°的仰角；低位处底排的炮眼孔与巷道底板的间距为0.4米～0.6米，低位处底排的炮眼孔相对于水平面具有8°～10°的俯角；中间三排炮眼孔与掘进工作面垂直分布；每个炮眼孔内的装药量为390克～410克，装药过程采用正向装药原则。

13、本发明的有益效果：

14、本发明的掘进工作面快速通过陷落柱方法，在煤矿掘进工作面施工过程中，掘进工作面可高效安全的通过陷落柱，有效提高掘进工作面的施工效率，减少事故风险，降低生产成本。

技术特征：

1.一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，其特征在于：在步骤一中，超前探钻孔的施工深度为14.5米～15.5米，探测范围包含掘进工作面的揭露范围以及陷落柱的揭露范围。

3.根据权利要求1所述的一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，其特征在于：在步骤一中，在掘进工作面施工过程中，每推进4.5米～5.5米，则在陷落柱的揭露范围内施工2.5米～3.5米的探测钻孔，利用探测钻孔确定推进方向上4.5米～5.5米范围内的巷道两帮与陷落柱的空间位置关系，用以提前对巷道两帮的煤岩交界面进行管理。

4.根据权利要求1所述的一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，其特征在于：在步骤二中，注浆加固的注浆孔施工参数为：注浆孔采用三花眼布置形式，水平方向上的相邻注浆孔的间距为1.6米～1.8米；注浆孔的施工深度为7.5米～8.5米，注浆孔的封孔深度为3.5米～4.5米；低位处的注浆孔与巷道底板的间距为0.8米～1.2米，低位处的注浆孔与掘进工作面垂直分布；高位处的注浆孔与巷道顶板的间距为0.4米～0.6米，高位处的注浆孔相对于水平面具有4°～6°的仰角。

5.根据权利要求1所述的一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，其特征在于：在步骤三中，松动炮破岩的炮眼孔施工参数为：炮眼孔采用三花眼布置形式，且在高度方向上总共施工有五排炮眼孔，水平方向上的相邻炮眼孔的间距为0.4米～0.6米，相邻两排炮眼孔的间距为0.8米～1.0米，炮眼孔的施工深度为1.7米～1.9米；高位处顶排的炮眼孔1与巷道顶板的间距为0.4米～0.6米，高位处顶排的炮眼孔相对于水平面具有8°～10°的仰角；低位处底排的炮眼孔与巷道底板的间距为0.4米～0.6米，低位处底排的炮眼孔相对于水平面具有8°～10°的俯角；中间三排炮眼孔与掘进工作面垂直分布；每个炮眼孔内的装药量为390克～410克，装药过程采用正向装药原则。

技术总结一种掘进工作面快速通过陷落柱方法，步骤为：①、当掘进工作面施工至距离陷落柱20米处时，施工超前探钻孔，利用超前探钻孔对陷落柱的影响范围进行探测，预防掘进工作面与陷落柱之间的相互应力对掘进工作面产生损伤破坏，在掘进工作面接近陷落柱前做好防护措施；针对陷落柱边缘区域，采用长波与短波相结合的超前探测技术进行探测；②、当掘进工作面施工至陷落柱时，针对陷落柱局部区域产生的裂隙、扩展、破碎，采用注浆加固技术对陷落柱产生裂隙、扩展、破碎的局部区域进行加固，使掘进工作面前方的煤体和顶板结构保持完整；③、当掘进工作面施工至陷落柱的硬岩区域时，采用松动炮破岩技术对硬岩进行破碎，使掘进工作面高效通过陷落柱的硬岩区域。技术研发人员：罗明坤,范超军,赵慧亮,赵伟,赵东升,程冠宇,南戟文受保护的技术使用者：山西潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿技术研发日：技术公布日：2024/11/14