一种工作面过断层预注浆加固方法以及注浆装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工作面过断层预注浆加固方法，包括如下步骤：步骤1：在过断层区域的工作面顶板进行预钻形成预钻孔；步骤2：对预钻孔进行注浆，注入加固材料封堵围岩裂隙；步骤3：在加固材料完全凝固后，对工作面顶板进行钻孔形成中深孔；步骤4：通过注浆装置对中深孔进行注浆注入加固材料；步骤5：在加固材料完全凝固后，对相邻中深孔之间的工作面顶板进行钻孔形成深孔；步骤6：通过注浆装置对深孔进行注浆。本发明专利技术的优点在于，通过预注浆不仅实现了对工作面顶板的加固，还能防止瓦斯从围岩裂隙泄漏，提高后期瓦斯抽采效果；并且还通过深孔、中深孔相结合两步注浆工艺防止工作面过断层时顶板出现片帮和漏顶现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种工作面过断层预注浆加固方法以及注浆装置
本专利技术涉及注浆加固
，具体为一种工作面过断层预注浆加固方法以及注浆装置。
技术介绍
在我国煤矿开采中，很多工作面不可避免地要布置在含有不良地质条件的煤层中，其中一些采煤工作面内不乏含有多条断层带的情况。采煤工作面断层构造区域岩性条件较差，易造成断层面附近煤岩体破碎，稳定性差。断层破碎带对工作面安全回采影响极大，过断层期间，若治理不当，极易出现煤壁片帮、掉顶，轻则造成开采速度下降，生产进度受影响；重则造成瓦斯超限、顶板伤亡等事故，给煤炭回采造成很大的安全隐患。因此，如何更有效的地解决过断层破碎带期间的围岩控制难题，成为矿井安全生产亟待解决的主要问题之一。为了防止过断层顶板发生漏垮型事故，需在局部发生漏顶以前就提前进行控制，目前主要采取的是被动工艺方法，即提前飘车或刹底，以最短的破顶或破底的回采距离逮住上盘或下盘的顶板，在断层揭露处采取少降快拉、及时支护顶帮等工艺；或采用降低工作面采高、铺网、扩大超前棚、增加临时支护等方式。然而，以上常规的断层治理技术在遇到大断层时，由于围岩更加破碎松软，断层破碎带煤体受到严重破坏，破碎顶板并不能得到完全有效的控制，容易造成片帮和漏顶现象的发生。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种能够防止顶板出现片帮和漏顶现象的工作面过断层预注浆加固方法，以解决现有工作面过断层时顶板容易出现片帮和漏顶的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种工作面过断层预注浆加固方法，包括如下步骤：步骤1：依据采煤工作面具体的地质条件，在过断层区域的工作面顶板进行预钻形成预钻孔。步骤2：对步骤1中的预钻孔进行注浆，注入加固材料封堵围岩裂隙，直至围岩裂隙返浆则停止注浆，通过预注浆不仅实现浅层围岩的加固，还能对煤层内的瓦斯进行封堵，防止瓦斯从围岩裂隙泄漏，提高后期瓦斯抽采效果。步骤3：在步骤2中的加固材料完全凝固后，对工作面顶板进行钻孔形成中深孔。步骤4：通过注浆装置对步骤3中的中深孔进行注浆，注入加固材料，直至注浆装置返浆则停止注浆。步骤5：在步骤4中的加固材料完全凝固后，对相邻中深孔之间的工作面顶板进行钻孔形成深孔。步骤6：通过注浆装置对步骤5中的深孔进行注浆，注入加固材料，直至注浆装置返浆则停止注浆。通过对浅层围岩裂隙进行注浆加固来实现对工作面顶板的加固，还能对煤层内的瓦斯进行封堵，防止瓦斯从围岩裂隙泄漏，提高后期瓦斯抽采效果；并且还通过深孔、中深孔相结合两步注浆工艺对煤层及一定高度内的顶板进行超前预注浆加固，防止工作面过断层时顶板出现片帮和漏顶现象的发生。优选地，所述预钻孔采用的钻头钻进。优选地，所述预钻孔位于距工作面顶板0.3-1.5m位置，所述预钻孔仰角为8°-14°，孔深4-8m。优选地，所述中深孔和深孔均采用的钻头钻进。优选地，所述中深孔孔深50m，所述深孔孔深100m。优选地，所述中深孔和深孔均采用压风排渣成孔技术钻进。优选地，所述加固材料为久米纳矿用无机加固复合砂浆，所述加固材料的水灰比为0.3-0.4。优选地，本专利技术还提供一种工作面过断层预注浆加固方法所使用的注浆装置，所述注浆装置包括第一注浆管、第一弹性囊袋、第二弹性囊袋、第二注浆管、返浆管和返浆爆破阀，所述第一注浆管远离注浆头的一端沿第一注浆管轴向方向依次套设有第一弹性囊袋和第二弹性囊袋，所述第二注浆管的注浆头贯穿第二弹性囊袋并伸入第一弹性囊袋，所述第二弹性囊袋内部的第二注浆管上开设有注浆孔，所述第二弹性囊袋内腔还与返浆管连通，所述返浆管上设置有返浆爆破阀。优选地，所述第一注浆管包括注浆花管和注浆无花管，所述注浆花管和注浆无花管连通形成第一注浆管，所述第一弹性囊袋和第二弹性囊袋均套设在注浆无花管上。优选地，在所述第一弹性囊袋和第二弹性囊袋之间的第二注浆管上还设置有三通气压爆破阀，所述三通气压爆破阀的爆破压力小于返浆爆破阀的爆破压力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过对浅层围岩裂隙进行注浆加固来实现对工作面顶板的加固，还能对煤层内的瓦斯进行封堵，防止瓦斯从围岩裂隙泄漏，提高后期瓦斯抽采效果；并且还通过深孔、中深孔相结合两步注浆工艺对煤层及一定高度内的顶板进行超前预注浆加固，防止工作面过断层时顶板出现片帮和漏顶现象的发生。2、通过加固材料采用久米纳矿用无机加固复合砂浆，能够满足断层破碎带大流量、长时间注浆要求，浆液稳定性好，可有效防止浆液沉淀分层导致的空隙堵塞；固结体强度高，碎煤与材料混合40h强度增高至20MPa左右；脆性显著降低，而后强度显著增高，并且加固材料的水灰比设置为0.3-0.4，能够最大限度的降低过量的水导致的岩层弱化问题。3、通过注浆装置的中第一弹性囊袋和第二弹性囊袋的设置，使其紧贴第一注浆管的外壁以及中深孔或深孔的内壁，不仅达到了封孔效果，还实现了对第一注浆管的固定，防止第一注浆管在高压注浆时收到反作用力而弹出中深孔或深孔，导致无法实现中深孔或深孔的注浆。4、通过返浆管上的返浆爆破阀的设置，在第二注浆管对第一弹性囊袋和第二弹性囊袋注浆时能够得快速知第一弹性囊袋和第二弹性囊袋注浆压力满足其设计的封堵要求，然后停止对第二注浆管注浆，防止第一弹性囊袋和第二弹性囊袋受压过大而爆破，导致封堵效果不佳以及浪费加固材料的现象发生。5、通过三通气压爆破阀是设置，实现第一弹性囊袋和第二弹性囊袋之间的中深孔或深孔注浆，进一步保证封孔效果，同时也提高了对第一注浆管的固定，防止第一注浆管在高压注浆时收到反作用力而弹出中深孔或深孔，导致无法实现中深孔或深孔的注浆。附图说明图1为本专利技术实施例二的一种注浆装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例二的注浆后的结构示意图；图3为本专利技术实施例三的结构示意图；图4为本专利技术实施例三的注浆后的结构示意图。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术技术方案，现结合说明书附图对本专利技术技术方案做进一步的说明。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。实施例一本实施例公开了一种工作面过断层预注浆加固方法，包括如下步骤：步骤1：依据采煤工作面具体的地质条件，在过断层区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工作面过断层预注浆加固方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：依据采煤工作面具体的地质条件，在过断层区域的工作面顶板进行预钻形成预钻孔；/n步骤2：对步骤1中的预钻孔进行注浆，注入加固材料封堵围岩裂隙，直至围岩裂隙返浆则停止注浆；/n步骤3：在步骤2中的加固材料完全凝固后，对工作面顶板进行钻孔形成中深孔；/n步骤4：通过注浆装置对步骤3中的中深孔进行注浆，注入加固材料，直至注浆装置返浆则停止注浆；/n步骤5：在步骤4中的加固材料完全凝固后，对相邻中深孔之间的工作面顶板进行钻孔形成深孔；/n步骤6：通过注浆装置对步骤5中的深孔进行注浆，注入加固材料，直至注浆装置返浆则停止注浆。/n

【技术特征摘要】
1.一种工作面过断层预注浆加固方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：依据采煤工作面具体的地质条件，在过断层区域的工作面顶板进行预钻形成预钻孔；
步骤2：对步骤1中的预钻孔进行注浆，注入加固材料封堵围岩裂隙，直至围岩裂隙返浆则停止注浆；
步骤3：在步骤2中的加固材料完全凝固后，对工作面顶板进行钻孔形成中深孔；
步骤4：通过注浆装置对步骤3中的中深孔进行注浆，注入加固材料，直至注浆装置返浆则停止注浆；
步骤5：在步骤4中的加固材料完全凝固后，对相邻中深孔之间的工作面顶板进行钻孔形成深孔；
步骤6：通过注浆装置对步骤5中的深孔进行注浆，注入加固材料，直至注浆装置返浆则停止注浆。


2.根据权利要求1所述的一种工作面过断层预注浆加固方法，其特征在于：所述预钻孔采用的钻头钻进。


3.根据权利要求1所述的一种工作面过断层预注浆加固方法，其特征在于：所述预钻孔位于距工作面顶板0.3-1.5m位置，所述预钻孔仰角为8°-14°，孔深4-8m。


4.根据权利要求1所述的一种工作面过断层预注浆加固方法，其特征在于：所述中深孔和深孔均采用的钻头钻进。


5.根据权利要求1所述的一种工作面过断层预注浆加固方法，其特征在于：所述中深孔孔深50m，所述深孔孔深100m...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆亮，邓明明，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34