一種煤礦平巷底臌的治理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種煤礦平巷底臌的治理方法，包括以下步驟：(a)堵水：在水平巷道兩端的底板巖層中設(shè)置若干個(gè)注漿孔，所述注漿孔的深度為4.5m～6m；然后用注漿泵對(duì)注漿孔實(shí)施注漿，對(duì)每個(gè)注漿孔注漿時(shí)間為5～15分鐘；(b)抽水：堵水完成后，在水平巷道中部的底板巖層中布置集水孔；所述集水孔設(shè)置好后，通過(guò)集水孔對(duì)底板巖層實(shí)施分次抽水，直至集水孔的底部無(wú)積水為止；(c)充填注漿：在水平巷道的底板巖層中沿巷道軸線方向設(shè)置若干充填注漿孔；所述充填注漿孔設(shè)置好后，安置注漿管，然后用注漿泵對(duì)注漿孔進(jìn)行注漿，注漿壓力為2～3MPa，注漿時(shí)間以相鄰充填注漿孔冒漿為止。本發(fā)明能夠有效治理平巷底臌，且工藝簡(jiǎn)單，成本低。
【專利說(shuō)明】一種煤礦平巷底臌的治理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦軟巖巷道底臌的治理，特別是涉及一種煤礦平巷底臌的治理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，底臌是煤礦軟巖巷道的一大頑癥，之所以稱之為頑癥，是因?yàn)槿藗円恢睂?duì)其束手無(wú)策，只有在其鼓起到一定程度之后，將其用風(fēng)鎬挖出，此舉稱為臥底。底臌一方面導(dǎo)致軌道扭曲變形、高低起伏，引起翻車事故，致使巷道停止運(yùn)營(yíng)；另一方面，底臌發(fā)生的同時(shí)，引發(fā)兩幫內(nèi)移，圍巖整體承載結(jié)構(gòu)承載能力大幅降低，圍巖變形嚴(yán)重。臥底雖能夠緩解一時(shí)之需，但臥底工程不僅工作量很大，而且工程難度也很大，往往工程進(jìn)展緩慢，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。
[0003]底臌的原因通常有二，其一是地壓，地壓越大，巷道圍巖的集中應(yīng)力值越大，巷道變形的外在動(dòng)力越大。第二個(gè)原因是“水”，平巷底板向下一定范圍內(nèi)(通常500?4500mm范圍內(nèi))通常含有大量的“游離水”，水的存在導(dǎo)致底板下部一定范圍內(nèi)的巖石常年浸泡于水中。發(fā)生底臌的巷道，其圍巖通常是泥巖，泥巖的最大特性之一就是浸水軟化性，大部分泥巖在長(zhǎng)期浸水的狀態(tài)下，其強(qiáng)度值最低可降低至其干燥狀態(tài)下強(qiáng)度值的10%左右。這是一個(gè)可怕的數(shù)值，強(qiáng)度降低引發(fā)的直接后果是底板松動(dòng)圈的繼續(xù)擴(kuò)大，松動(dòng)圈的擴(kuò)大使得受水浸泡的范圍更大，一方面導(dǎo)致松動(dòng)圈內(nèi)圍巖質(zhì)點(diǎn)的蠕變加劇，另一方面也會(huì)因?yàn)樗蓜?dòng)圈對(duì)外圍巖體的徑向作用力減小而導(dǎo)致外圍巖體的蠕變動(dòng)力加強(qiáng)。底板松動(dòng)圈的擴(kuò)大及巖石質(zhì)點(diǎn)蠕變能力的增強(qiáng)的直接后果就是導(dǎo)致底板巖石質(zhì)點(diǎn)向巷道方向移動(dòng)，形成底臌。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低且能有效治理煤礦平巷底臌的治理方法。
[0005]本發(fā)明采用的的技術(shù)方案是:
[0006]一種煤礦平巷底臌的治理方法，包括以下步驟:
[0007](a)堵水:首先在水平巷道的兩端的底板巖層中設(shè)置若干個(gè)注漿孔，所述注漿孔的深度為4.5m?6m ;然后用注漿液對(duì)所述注漿孔實(shí)施注漿，注漿順序:先中間、后兩邊，先內(nèi)側(cè)、后外側(cè)，對(duì)每個(gè)所述注漿孔的注漿時(shí)間為達(dá)到注漿壓力后保持5?15分鐘；
[0008](b)抽水:在步驟(a)中堵水完成24小時(shí)后，在所述水平巷道中部的底板巖層中布置集水孔；所述集水孔設(shè)置好后，通過(guò)所述集水孔對(duì)底板巖層實(shí)施分次抽水，直至所述集水孔的底部無(wú)積水為止；
[0009](c)充填注漿:在所述水平巷道的底板巖層中沿巷道的軸線方向設(shè)置若干個(gè)充填注漿孔，所述充填注漿孔等間距布置在所述水平巷道底板的水平中心線上；所述充填注漿孔設(shè)置好后，再將注漿管安置好，然后開(kāi)始用注漿泵將漿液注入所述充填注漿孔，注漿順序:從所述水平巷道的一端向另一端逐孔注漿，注漿壓力為2?3MPa，注漿時(shí)間以相鄰所述充填注漿孔冒漿為止。
[0010]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(a)中在水平巷道兩端的底板巖層中分別設(shè)置兩排所述注漿孔，每排所述注漿孔的2 <孔數(shù)< 5個(gè)，每排相鄰所述注漿孔沿底板寬度等間距布置。
[0011]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(a)中對(duì)每個(gè)所述注漿孔的注漿時(shí)間為達(dá)到注漿壓力后保持5?15分鐘，注漿壓力為2?3MPa。
[0012]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(a)中所述注漿液為水灰比為0.7的水泥漿。
[0013]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(b)中所述通過(guò)集水孔(2)對(duì)底板巖層實(shí)施分次抽水，每次抽水間隔時(shí)間為I小時(shí)，直至停止抽水I小時(shí)后所述集水孔
(2)的底部無(wú)積水為止。
[0014]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(b)中所述集水孔的孔深7m，直徑為100?120mm。
[0015]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(b)中在所述集水孔內(nèi)集水孔的上部3m范圍安裝鋼套筒護(hù)壁。
[0016]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(C)中相鄰所述充填注漿孔的間距為10?20m。
[0017]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(C)中所述充填注漿孔的封孔長(zhǎng)度為I?1.5mO
[0018]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其中，步驟(C)中漿液選用水灰比為0.7的水泥漿，其中水玻璃含量1.0?1.5%，所述水玻璃為45BW液體水玻璃，水玻璃模數(shù)
2.0。
[0019]本發(fā)明有益效果:
[0020]本發(fā)明所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其有益效果表現(xiàn)在漿液灌注后，可以將平巷底板巖層中的空隙、裂隙充填密實(shí)，可以防止再次積水，這樣底板巖石脫離水的浸泡后，巖石強(qiáng)度得到大幅度的提高，另外可以將破碎或裂開(kāi)的巖石重新膠結(jié)起來(lái)，從而更進(jìn)一步提高底板巖體的整體承載能力，本發(fā)明治理方法能夠有效治理平巷底臌，且工藝簡(jiǎn)單，成本低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明煤礦平巷底臌的治理方法的示意圖。
[0022]下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，一種煤礦平巷底臌的治理方法，包括以下步驟:
[0025](a)堵水:首先在一段長(zhǎng)為100?150m的水平巷道4的兩端的底板巖層中分別設(shè)置兩排注漿孔1，其中一排注漿孔I孔數(shù)為3個(gè)，另外一排注漿孔I孔數(shù)為2個(gè)，每排相鄰注漿孔I沿底板寬度等間距布置，注漿孔I的深度為4.5m?6m ;然后對(duì)注漿孔I實(shí)施注漿，每個(gè)注漿孔I的注漿時(shí)間為達(dá)到注漿壓力后保持10分鐘，注漿順序:先中間、后兩邊，先內(nèi)偵U、后外側(cè)，注漿壓力為2?3MPa，注漿漿液用水泥漿，水灰比為0.7 ；
[0026](b)抽水:在步驟(a)中堵水工序完成24小時(shí)后，在水平巷道4的中部的底板巖層中布置集水孔2，集水孔2的孔深7m，直徑為110mm，在集水孔2內(nèi)集水孔2的上部3m范圍安裝鋼套筒護(hù)壁，目的在于防止塌孔；集水孔2設(shè)置好后，實(shí)施分次抽水，每次抽水至無(wú)水可抽為止，每次抽水間隔時(shí)間為I小時(shí)，直至停止抽水I小時(shí)后集水孔2的底部無(wú)積水為止，抽水時(shí)間為12h?24h之間；
[0027](c)充填注漿:在水平巷道4的底板巖層中沿巷道的軸線方向設(shè)置若干充填注漿孔3，充填注漿孔3等間距布置在水平巷道4的巷道底板的水平中心線上，相鄰充填注漿孔3的間距為10m，依據(jù)底板巖性不同，底板巖石含泥量較少時(shí)，間距可取大一些；含泥量較多時(shí)，間距可取小些；充填注漿孔3設(shè)置好后，將注漿管安置好后，然后開(kāi)始用注漿泵將漿液注入充填注漿孔3，注漿順序:從水平巷道4的一端向另一端逐孔注漿，注漿壓力為3MPa，封孔長(zhǎng)度為1.5m，注漿時(shí)間以相鄰充填注漿孔3冒漿為止，漿液選用水灰比為0.7的水泥漿，其中水玻璃含量1.0?1.5%，所述水玻璃為45BW液體水玻璃，水玻璃模數(shù)2.0，水玻璃能夠起到防水的作用。
[0028]實(shí)施例2
[0029]與實(shí)施例1的區(qū)別在于:步驟(a)中所述堵水中，每個(gè)注漿孔I的注漿時(shí)間為達(dá)到注漿壓力后保持5分鐘；步驟(b)中集水孔2的孔深7m，直徑為10mm ;步驟(c)中相鄰充填注漿孔3的間距為20m，注漿壓力為2MPa，封孔長(zhǎng)度為1.5m。
[0030]實(shí)施例3
[0031]與實(shí)施例1的區(qū)別在于:步驟(a)中所述堵水中，每個(gè)注漿孔I的注漿時(shí)間為達(dá)到注漿壓力后保持15分鐘；步驟(b)中集水孔2的孔深7m，直徑為120mm。
[0032]所謂堵水就是在一段長(zhǎng)為L(zhǎng)水平巷道的兩端設(shè)置注漿孔并實(shí)施注漿(L的長(zhǎng)度視現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)允許情況確定，通?？扇?00?150m)，目的在于截?cái)嘣摱嗡较锏琅c兩邊相連巷道的水利聯(lián)系。采用本發(fā)明所述的煤礦水平巷道底臌的治理方法，首先進(jìn)行堵水，目的在于截?cái)嘣摱蜗锏琅c兩邊相連巷道的水利聯(lián)系，注漿后，該段水平巷道與相鄰巷道之間的水利關(guān)系被切斷，然后進(jìn)行抽水，抽水后的底板巖層中原先被水占據(jù)的空間將空余出來(lái)，在實(shí)施水泥漿灌注時(shí)，水泥漿很容易進(jìn)入這些空余出來(lái)的空間，使得注漿效率和注漿質(zhì)量得到提高。當(dāng)?shù)装鍘r層中水被抽完后，最后進(jìn)行充填注漿，充填注漿一方面可以充分地將底板巖層中的空隙、裂隙充填密實(shí)，防止再次積水，底板巖石脫離水的浸泡后，巖石強(qiáng)度會(huì)大幅提高；另一方面可以將破碎或裂開(kāi)的巖石重新膠結(jié)起來(lái)，提高底板巖體的整體承載能力。
[0033]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)堵水:首先在水平巷道(4)的兩端的底板巖層中設(shè)置若干個(gè)注漿孔(I)，所述注漿孔(I)的深度為4.5m?6m;然后用注漿液對(duì)所述注漿孔(I)實(shí)施注漿，注漿順序:先中間、后兩邊，先內(nèi)側(cè)、后外側(cè)，對(duì)每個(gè)所述注漿孔(I)的注漿時(shí)間為5?15分鐘； (b)抽水:在步驟(a)中堵水完成24小時(shí)后，在所述水平巷道(4)中部的底板巖層中布置集水孔(2);所述集水孔(2)設(shè)置好后，通過(guò)集水孔(2)對(duì)底板巖層實(shí)施分次抽水，直至所述集水孔(2)的底部無(wú)積水為止； (c)充填注漿:在所述水平巷道(4)的底板巖層中沿巷道的軸線方向設(shè)置若干個(gè)充填注漿孔(3)，所述充填注漿孔(3)等間距布置在所述水平巷道(4)底板的水平中心線上；所述充填注漿孔(3)設(shè)置好后，安置注漿管，然后開(kāi)始用注漿泵將漿液注入所述充填注漿孔(3)，注漿順序:從所述水平巷道(4)的一端向另一端逐孔注漿，注漿壓力為2?3MPa，注漿時(shí)間以相鄰所述充填注漿孔⑶冒漿為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦水平巷道底臌的治理方法，其特征在于:步驟(a)中在水平巷道(4)兩端的底板巖層中分別設(shè)置兩排所述注漿孔(1)，每排所述注漿孔(I)的孔數(shù)< 5個(gè)，每排相鄰所述注漿孔(I)沿底板寬度等間距布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(a)中對(duì)每個(gè)所述注漿孔(I)的注漿時(shí)間為達(dá)到注漿壓力后保持5?15分鐘，注漿壓力為2?3MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(a)中所述注漿液為水灰比為0.7的水泥漿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(b)中所述通過(guò)集水孔(2)對(duì)底板巖層實(shí)施分次抽水，每次抽水間隔時(shí)間為I小時(shí)，直至停止抽水I小時(shí)后所述集水孔(2)的底部無(wú)積水為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(b)中所述集水孔(2)的孔深7m，直徑為100?120臟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(b)中在所述集水孔(2)內(nèi)集水孔(2)的上部3m部位安裝鋼套筒護(hù)壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(c)中相鄰所述充填注漿孔⑶的間距為10?20m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(c)中所述充填注漿孔⑶的封孔長(zhǎng)度為I?1.5m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的煤礦平巷底臌的治理方法，其特征在于:步驟(c)中漿液選用水灰比為0.7的水泥漿，其中水玻璃含量1.0?1.5%，所述水玻璃為45Be'液體水玻璃，水玻璃模數(shù)2.0。
【文檔編號(hào)】E21D11/38GK104500099SQ201410692274
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】經(jīng)緯, 薛維培, 經(jīng)來(lái)旺 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)