提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺制造技术

本发明专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺,首先常规方法确定变形巷道的位置，用已知方法对变形巷道进行卧底、扩帮、挑顶及重新支护，将所述变形巷道沿长度方向适当分成若干段，按编排好的修复顺序对每段巷道的二侧巷帮、巷顶和卧底分别钻一对注浆孔，每对注浆孔由一个浅注浆孔和一个深注浆孔组成，在浅注浆孔和深注浆孔内分别插入一根浅注浆管和深注浆管，用锚固剂封严浅、深注浆管的管壁和对应的浅、深注浆孔的孔口之间的间隙，先用清水试压冲孔，然后对浅孔注浆管进行低压注浆，再对深孔注浆管高压注浆。本发明专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺采用低压浅孔注浆封堵巷道表面，然后高压将水泥浆压入松动圈，充填松动圈内的裂隙，提高了巷道围岩松动圈的抗压强度，减少了煤矿巷道的反复维护量。

【技术实现步骤摘要】
提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺
本专利技术涉及一种煤矿巷道修护工艺，特别涉及一种井工煤矿的巷道修护工艺。
技术介绍
矿井巷道是在地表与矿体之间钻凿出的各种通路，用来运矿、通风、排水、行人等。矿井巷道包括大巷和石门等，石门是指岩层中开凿的、不直通地面、与煤层走向垂直或斜交的岩石平巷，大巷是指地下采矿时，为采矿提升、运输、通风、排水、动力供应等而掘进的通道。目前开掘矿井巷道时，为了提高掘进效率，多数大巷和石门主要布置在以泥岩和砂质泥岩为主的软岩中，软岩的主要基本特征是强度低、孔隙率高、吸水性好、易风化、易崩解、稳定性差。巷道开挖前，岩体处于三向应力平衡状态，巷道开挖后围岩应力将发生两个显著变化：一是巷道周边径向应力下降为零，围岩强度明显下降；二是围岩中出现应力集中现象，如果集中应力小于岩体强度，那么围岩将处于弹塑性稳定状态；当应力超过围岩强度之后，巷道周边围岩将首先破坏，并逐渐向深部扩展，直至在一定深度取得三向应力平衡为止，此时围岩已过渡到破碎状态。我们将围岩中产生的这种松弛破碎带定义为围岩松动圈。开掘后，由三向受力变为不稳定的两向受力，多采用锚网索(喷)来支护，部分特殊地段采取内锚外架支护。但是支护一段时间后，巷道围岩松动圈常常出现底板鼓起、帮部外鼓、顶板下沉等现象，会影响巷道的安全使用，这时需要投入人力、物力、财力等对巷道变形段进行修复，传统的修复工艺是采用卧底、扩帮、挑顶的手段扩修变形段巷道，使其满足安全要求。但是此种修复工艺无法从根本上解决巷道反复修复问题，由于巷道围岩松动圈的受力不稳定、强度低，过段时间还会出现底板鼓起、帮部外鼓、顶板下沉等现象，又需要反复维修，造成了大量人力、物力、财力和时间的投入，严重影响了矿井的安全高效发展。只有解决巷道围岩松动圈的抗压强度低的问题，才能从根本上解决巷道反复修复问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种解决巷道反复修复问题的的提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺。本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，包括下列步骤：S1：用常规方法确定变形巷道的位置，S2：用已知方法对变形巷道进行卧底、扩帮、挑顶及重新支护，S3：将所述变形巷道沿长度方向适当分成若干段，按编排好的修复顺序对每段巷道的二侧巷帮、巷顶和巷底分别钻一对注浆孔，每对注浆孔均由一个深1－3m的浅注浆孔和一个10－15m的深注浆孔组成，S4：在步骤3中已钻好的浅注浆孔和深注浆孔内分别插入一根浅注浆管和深注浆管，所述浅注浆管的底部距浅注浆孔底部的距离为0.2-0.3m，深注浆管底部距深注浆孔底部的距离为2-4m，所述浅、深注浆浆管的上端口适当高于对应的浅、深注浆孔的孔口，用锚固剂封严浅、深注浆管的管壁和对应的浅、深注浆孔的孔口之间的间隙，S5：用水泥浆覆盖按步骤4施工完成的区域，S6：将清水注入浅注浆管和深注浆管，当压力超过6Mpa时，停止注水，S7：配制水、灰重量比为(0.7-1)：1的水泥浆，S8：以≤1Mpa的压力将配制好的水泥浆注入浅注浆管，待深注浆管返水或返浆时停止注浆，待8小时后，以≤4Mpa的压力将配制好的水泥浆注入深注浆管，待注浆压力大于4Mpa时结束注浆，S9：最后用水泥浆将注浆管封堵。本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，其中所述步骤S3中，所述深注浆孔是从所述浅注浆孔的孔底继续向下钻而形成的，所述深注浆孔内切于浅注浆孔。本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，其中所述步骤S3中，所述浅注浆孔的直径为42mm，所述深注浆孔的直径为32mm。本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，基于巷道破坏机理，寻找到巷道围岩松动圈后，采用低压浅孔注浆封堵巷道表面，然后高压将水泥浆压入松动圈，充填松动圈内的裂隙，使周围破碎围岩形成一个整体，发挥围岩自承载能力，降低支护载荷，大大提高了巷道围岩松动圈的抗压强度，使得巷道的变形得到有效的控制，从而减少了煤矿巷道的反复维护量，延长巷道服务年限，促进矿井安全的高效发展。下面结合附图对本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺作进一步说明。附图说明图1为本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺的实施例的巷道断面示意图；具体实施方式本专利技术提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，包括下列步骤：S1：通过检查巷道是否有底板鼓起、帮部外鼓、顶板下沉等变形，确定影响巷道安全使用的巷道变形位置。S2：采用传统的已知修复工艺对变形巷道进行卧底、扩帮、挑顶及重新支护。S3：将变形巷道沿长度方向适当分成若干段，按编排好的修复顺序对每段巷道的二侧巷帮、巷顶和巷底分别钻一对注浆孔，每对注浆孔均由一个深1－3m的浅注浆孔和一个深10－15m的深注浆孔组成。在巷道帮部或顶部施工一个Ф42mm浅注浆孔，现场钻杆的转速比较均匀时，说明巷道围岩分布比较密实且均匀，此时可以施工一个深度约1m的浅注浆孔，相反，如果钻杆的转速时快时慢，转速波动比较大时，说明此处有巷道围岩松动圈，可以施工一个深度在2-3m左右的浅注浆孔。施工一个浅注浆孔的目的是为了提前将巷道表面的围岩封堵好，使得巷道表面可以承受深孔注浆时的压力，避免在深孔注浆时出现漏浆等情况。接着在浅注浆孔的底部，施工一个Ф32mm的深注浆孔，深注浆孔基本内切于浅注浆孔的孔壁。深注浆孔的深度也是根据钻杆的转速来确定，当转速均匀时，深注浆孔的深度一般约为10-12m；当转速波动较大时，说明此处为巷道围岩松动圈，深注浆孔一般深度约为12-15m。以上浅注浆孔和深注浆孔的深度，可根据巷道围岩具体破坏程度，来做适当调整。注浆孔是在巷道的长度方向，根据巷道变形情况，布置多排注浆孔，每排注浆孔的排间距一般为5m左右，具体排间距可以根据现场巷道围岩松动圈探测情况进行适当调整。如图1所示，巷道的横截面方向上，一般每排布置三对注浆孔，两侧巷帮部各施工一对注浆孔2和注浆孔3，巷顶部的两侧肩窝位置施工一对注浆孔1。每排顶部两侧肩窝处的注浆孔与其前后排交替呈Z形布置，即前一排在左肩窝位置施工一对注浆孔，则后一排就在右肩窝位置施工一对注浆孔。S4：在步骤3中已钻好的浅注浆孔和深注浆孔内分别插入一根Ф20mm浅注浆管和Ф20mm深注浆管，浅注浆管的底部距浅注浆孔底部的距离为0.2-0.3m，深注浆管底部距深注浆孔底部的距离为2-4m，浅、深注浆浆管的上端口适当高于对应的浅、深注浆孔的孔口，用锚固剂封严浅、深注浆管的管壁和对应的浅、深注浆孔的孔口之间的间隙，保证注浆期间浅孔注浆管和深孔注浆管承压后不下滑。S5：用水泥浆覆盖按步骤4施工完成的区域，覆盖厚度不小于100mm。S6：用清水注入浅注浆管和深注浆管，当压力超过6Mpa时，停止注水。S7：配制水、灰重量比为(0.7-1)：1的水泥浆。浆液浓度根据现场注浆量的大小可以做适当调整。水泥采用P.C32.5复合硅酸盐水泥或P.O42.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，包括下列步骤：/nS1：用常规方法确定变形巷道的位置，/nS2：用已知方法对变形巷道进行卧底、扩帮、挑顶及重新支护，/nS3：将所述变形巷道沿长度方向适当分成若干段，按编排好的修复顺序对每段巷道的二侧巷帮、巷顶和巷底分别钻一对注浆孔，每对注浆孔均由一个深1－3m的浅注浆孔和一个10－15m的深注浆孔组成，/nS4：在步骤3中已钻好的浅注浆孔和深注浆孔内分别插入一根浅注浆管和深注浆管，所述浅注浆管的底部距浅注浆孔底部的距离为0.2-0.3m，深注浆管底部距深注浆孔底部的距离为2-4m，所述浅、深注浆浆管的上端口适当高于对应的浅、深注浆孔的孔口，用锚固剂封严浅、深注浆管的管壁和对应的浅、深注浆孔的孔口之间的间隙，/nS5：用水泥浆覆盖按步骤4施工完成的区域，/nS6：将清水注入浅注浆管和深注浆管，当压力超过6Mpa时，停止注水，/nS7：配制水、灰重量比为(0.7-1)：1的水泥浆，/nS8：以≤1Mpa的压力将配制好的水泥浆注入浅注浆管，待深注浆管返水或返浆时停止注浆，待8小时后，以≤4Mpa的压力将配制好的水泥浆注入深注浆管，待注浆压力大于4Mpa时结束注浆，/nS9：最后用水泥浆将注浆管封堵。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高井工煤矿巷道围岩松动圈抗压强度的修护工艺，包括下列步骤：
S1：用常规方法确定变形巷道的位置，
S2：用已知方法对变形巷道进行卧底、扩帮、挑顶及重新支护，
S3：将所述变形巷道沿长度方向适当分成若干段，按编排好的修复顺序对每段巷道的二侧巷帮、巷顶和巷底分别钻一对注浆孔，每对注浆孔均由一个深1－3m的浅注浆孔和一个10－15m的深注浆孔组成，
S4：在步骤3中已钻好的浅注浆孔和深注浆孔内分别插入一根浅注浆管和深注浆管，所述浅注浆管的底部距浅注浆孔底部的距离为0.2-0.3m，深注浆管底部距深注浆孔底部的距离为2-4m，所述浅、深注浆浆管的上端口适当高于对应的浅、深注浆孔的孔口，用锚固剂封严浅、深注浆管的管壁和对应的浅、深注浆孔的孔口之间的间隙，
S5：用水泥浆覆盖按步骤4施工完成的区域，

【专利技术属性】
技术研发人员：许东明，倪先杰，年福田，项可飞，周鹏举，汤泽高，王吉文，方圆，李雪，
申请(专利权)人：中煤新集能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34