本技术介绍了一种高效采空区泡沫注入防风系统及其操作方法。该系统由两个泡沫生成装置和泡沫注入管组成,分别安装于进风巷道和回风巷道内,并与超前支护液压支架相连,实现装置的移动。在采空区两侧保护煤柱上设置煤壁管槽,内置泡沫注入管,与泡沫生成装置相连。泡沫注入管沿长度方向设有多个泡沫释放口,可根据覆岩垮落情况自动调整。该系统施工成本低,不易被压坏,能有效封堵三角区域漏风通道,提高采空区防风效果。
背景技术
参见图1,在煤层工作面回采过程中,受采动作用影响,常常产生与相邻工作面、上层工作面甚至地表相连的裂隙,进而导致采空区2出现漏风现象,增加工作面的通风需求,并可能导致低氧环境,提升采空区2遗煤自燃的风险。采空区2的遗煤通常以破碎堆积的形式存在,在持续漏风供氧条件下,热量不断积聚,极易引发自燃,严重威胁矿井的安全生产及工人的生命健康。此外,随着上覆岩层的逐渐垮塌压实,采空区2的漏风通道主要集中在靠近保护煤柱5的三角区域。
现有的煤矿采空区堵漏风装置包括隔离墙6、注浆管7和注氮管8,基于现有的煤矿采空区堵漏风装置的堵漏风方法包括:步骤S1、在末采前,根据采空区自燃三带划分标准对末采-停撤期间的煤层划分出末采阶段防灭火的隔离墙构筑区域、注浆区域和注氮区域;步骤S2、在进风巷道3和回风巷道4的底板预埋注浆管7和注氮管8;步骤S3、在隔离墙构筑区域构筑隔离墙6;步骤S4、在采煤工作面推进的过程中,通过注浆管7向采空区内注浆、以及通过注氮管8向采空区2内注氮,从而封堵和惰化采空区2内的气体,防止采空区2内的遗煤自燃。现有的煤矿采空区堵漏风装置和堵漏风方法存在的缺陷和不足在于:(1)在巷道底板中预埋注浆管7和注氮管8,其注浆效果差,无法有效封堵三角区的漏风通道;(2)随着采空区上覆岩层的逐渐垮塌,预埋在巷道底板中的注浆管7和注氮管8存在被压坏的风险;(3)埋管注入方法是将管路放置在巷道地板上,随着采煤工作面向前推进,管路逐渐压入到采空区,但是需要人工不断放置管路,并且管路之间存在重在重叠区域,这导致耗材浪费多且人力成本较高;(4)在采煤工作面快速推进的过程中,如何实现采空区2堵漏风的同步跟进,仍然面临多项技术难关。
因此亟需提供一种成本低、封堵效果好的采空区泡沫定点注入堵漏风装置及堵漏风方法。
实现思路