一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺制造技术

本发明专利技术公开一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，在已有的密闭门钻第一注浆孔，将第一注浆管穿过第一注浆孔伸入到通风斜井贯通的煤矿废弃巷道，注入高膨胀快凝注浆材料构筑挡浆墙；在已有的密闭门钻第二注浆孔，将第二注浆管穿过第二注浆孔伸入到密闭门与挡浆墙形成的空间内，注入密封材料，回填废弃巷道，形成填充隔离带；在废弃巷道周边钻帷幕注浆孔，采用帷幕注浆技术进行高压注浆，注入帷幕注浆浆液，封堵废弃巷道采动裂隙。结合充填注浆和帷幕注浆技术，实现安全快速处理与通风斜井贯通的废弃巷道，充填残余空洞和围岩裂隙，封堵地下水和有害气体，消除治理范围内有害气体溢出的安全隐患，保证通风斜井的长期稳定性和通风安全。稳定性和通风安全。稳定性和通风安全。

【技术实现步骤摘要】
一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺


[0001]本专利技术涉及矿井通风安全中煤矿废弃巷道有害气体封堵
具体地说是一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺。

技术介绍

[0002]近年来随着浅部煤炭资源日趋枯竭，西部矿区矿井开采深度逐步向深部延拓。由于上部开采遗留大量废弃巷道与通风井连通，在矿井通风方式调整过程中，为防止上部采空区中有害气体沿贯通巷溢出，需要对与通风斜井贯通的废弃巷道进行密闭处理。因此，进行废弃巷道低成本高效封堵对保障矿井深部延拓安全快速建设和斜井长期安全通风具有重要意义。
[0003]目前，常规废弃巷道处理方法主要为砌筑密闭门。该技术需要施工人员进入废弃巷道内进行施工作业，劳动强度大、安全风险较高；砌筑密闭门封堵范围仅为巷道断面空间，不能有效封堵巷道周边的采动裂隙；而且，在矿山压力作用下密闭门耐久性不足，随时间推移，密闭门普遍存在不同程度的破损，难以保证对有害气体的长期封堵。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种不限封堵范围和长期封堵稳定性好的与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，包括如下步骤：
[0007]步骤A：在已有的密闭门上钻第一注浆孔，将第一注浆管穿过第一注浆孔伸入到通风斜井贯通的煤矿废弃巷道，注入高膨胀快凝注浆材料，构筑挡浆墙；
[0008]步骤B：在已有的密闭门上钻第二注浆孔，将第二注浆管穿过第二注浆孔伸入到密闭门与挡浆墙形成的空间内，注入密封材料，回填废弃巷道，形成填充隔离带；
[0009]步骤C：在密闭门四周的废弃巷道周边钻帷幕注浆孔，采用帷幕注浆技术进行高压注浆，注入帷幕注浆浆液，封堵废弃巷道采动裂隙。
[0010]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，在步骤A中：所述第一注浆管分为第一注浆长管和第一注浆短管两组，第一注浆长管比第一注浆短管长1.5～3.0m，从而确保挡浆墙的厚度为1.5～3.0m；所述第一注浆管为钢管，直径Φ32～Φ60mm。
[0011]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，第一注浆孔的布孔位置：使第一注浆管靠近巷道顶板。
[0012]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，高膨胀快凝注浆材料，其配方为：水泥浆：水玻璃：发泡剂＝2:1：0.05；水泥的浆水灰比1:1，水玻璃A的模数为2.6～3.8，水玻璃A的浓度为36～42Be'，发泡剂为烷基磺酸钠；初凝凝结时间控制在40～70s；挡浆墙的强度为5
‑
7.5MPa；
[0013]挡浆墙施工完成需等待48～72h，再进行步骤B的施工。
[0014]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，在步骤B中，沿巷道方向填充隔离带的长度为10～15m；填充隔离带采用充填注浆治理回填废弃巷道空间；
[0015]填充隔离带充填注浆施工中，第二注浆管分为3组，长度别为2m、5m、10m，直径Φ40～Φ80mm，确保第二注浆管的始端自密闭门开始，使第二注浆管的终端伸入到废弃巷道内；
[0016]第二注浆孔的布孔位置：使第二注浆管靠近废弃巷道顶板布置。
[0017]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，密封材料为矸石粉水泥浆和水泥粉煤灰浆；
[0018]所述矸石粉水泥浆由惰性矸石粉、水泥和水搅拌而成；所述惰性矸石粉为煤矸或固体废弃材料研磨而成，粒度为0.25～10mm；水泥采用普通硅酸盐水泥，型号P.O.32.5～P.O.42.5；所述矸石粉水泥浆配合比为：水泥：惰性矸石粉：水为1:4:1～1:7:1；
[0019]所述水泥粉煤灰浆材由水和粉料组成，水与粉料的质量之比为0.6～1.2：1；所述粉料由粉煤灰、水泥和复合添加剂组成，粉煤灰和水泥的质量之比为5:1～10:1，复合添加剂的用量为水泥质量的0.3～0.5wt％，所述复合添加剂由食盐、三乙醇胺和水玻璃A组成，食盐的用量为水玻璃A的质量的0.3～0.5wt％，三乙醇胺的用量为水玻璃A的质量的0.01～0.03wt％；水玻璃A的模数为2.6～3.8，水玻璃A的浓度为36～42Be'。
[0020]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，在步骤B中，注浆过程中：先采用所述矸石粉水泥浆进行注浆填充，直至注浆压力达到0.5MPa；然后更换为水泥粉煤灰浆进行填充，直至注浆压力达到1.2MPa时，废弃巷道内的填充隔离带初次充填注浆施工完成；
[0021]等48～72h后，进行扫孔复注，扫孔复注浆液采用水泥粉煤灰浆，注浆结束压力为1.2MPa。
[0022]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，在步骤C中：废弃巷道周边帷幕注浆孔为帷幕注浆钻孔，帷幕注浆孔布孔方式：双排交错布置，内排帷幕注浆孔和外排帷幕注浆孔的排距为1～2m，钻孔间距为1.5～3m，孔深为3～6m；
[0023]帷幕注浆孔为直孔，分为孔口管段和注浆段；孔口管段的开孔孔径为Φ90mm～Φ110mm，下入孔口管，孔口管孔长0.3～0.5m，直径为Φ70mm～Φ90mm，在孔口管上安装注浆阀门和压力表；注浆段为裸孔结构，钻孔孔径Φ50mm～Φ80mm。
[0024]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，帷幕注浆浆液为水泥水玻璃双液浆；水泥浆与水玻璃B的体积比为1:0.2～1:0.5；水泥浆的水灰比为0.75:1～1:1；水玻璃B的模数2.4～3.4，水玻璃B的浓度30～40Be'。
[0025]上述一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，在步骤C中，注浆过程中：内排帷幕注浆孔和外排帷幕注浆孔采用内外跳孔方式进行注浆施工，内排帷幕注浆孔的注浆终压为竖直应力的1.5～2.0倍时，注浆结束；外排帷幕注浆孔的注浆终压为竖直应力的1.2～1.5倍时，注浆结束。
[0026]本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：
[0027](1)本专利技术提供一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，该技术结合充填注浆和帷幕注浆技术的优点，可实现安全快速处理与通风斜井贯通的废弃巷道，充填残余空洞和围岩裂隙，封堵地下水和有害气体，消除治理范围内有害气体溢出安全隐患，保证通风斜井长期稳定性和通风安全。
[0028](2)本专利技术采用长、短孔定位注浆注入双组分高膨胀快速凝结性材料在与通风斜井贯通的煤矿废弃巷道构筑挡浆墙，可有效避免后续充填注浆中浆液沿废弃巷道涌入采空区，节省浆材；隔离带充填注浆钻孔沿废弃巷道顶板布设，注浆钻孔设置多组且进行复注，可保证隔离带废弃巷道充填密实性和接顶率。废弃巷道松动圈裂隙采用帷幕注浆封堵，帷幕钻孔设置两圈并交错布置，封堵效率高。
[0029](3)本专利技术注浆材料采用无毒无害的矸石粉水泥浆和水泥粉煤灰浆作为惰性充填材料，采用注浆终压控制保证注浆效果。本专利技术的技术关键可避本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：在已有的密闭门(1)上钻第一注浆孔，将第一注浆管(2)穿过第一注浆孔伸入到通风斜井贯通的煤矿废弃巷道，注入高膨胀快凝注浆材料，构筑挡浆墙(3)；步骤B：在已有的密闭门(1)上钻第二注浆孔，将第二注浆管(4)穿过第二注浆孔伸入到密闭门(1)与挡浆墙(3)形成的空间内，注入密封材料，回填废弃巷道，形成填充隔离带(5)；步骤C：在密闭门四周的废弃巷道周边钻帷幕注浆孔(6)，采用帷幕注浆技术进行高压注浆，注入帷幕注浆浆液，封堵废弃巷道采动裂隙。2.根据权利要求1所述的一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，其特征在于，在步骤A中：所述第一注浆管(2)分为第一注浆长管(2
‑
1)和第一注浆短管(2
‑
2)两组，第一注浆长管(2
‑
1)比第一注浆短管(2
‑
2)长1.5～3.0m，从而确保挡浆墙(3)的厚度为1.5～3.0m；所述第一注浆管(2)为钢管，直径Φ32～Φ60mm。3.根据权利要求1所述的一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，其特征在于，第一注浆孔的布孔位置：使第一注浆管(2)靠近巷道顶板。4.根据权利要求1所述的一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，其特征在于，高膨胀快凝注浆材料，其配方为：水泥浆：水玻璃：发泡剂＝2:1：0.05；水泥浆的水灰比1:1，水玻璃A的模数为2.6～3.8，水玻璃A的浓度为36～42Be'，发泡剂为烷基磺酸钠；初凝凝结时间控制在40～70s；挡浆墙(3)的强度为5
‑
7.5MPa；挡浆墙(3)施工完成需等待48～72h，再进行步骤B的施工。5.根据权利要求1所述的一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，其特征在于，在步骤B中，沿巷道方向填充隔离带(5)的长度为10～15m；填充隔离带(5)采用充填注浆治理回填废弃巷道空间；填充隔离带充填注浆施工中，第二注浆管(4)分为3组，长度别为2m、5m、10m，直径Φ40～Φ80mm，确保第二注浆管(4)的始端自密闭门开始，使第二注浆管(4)的终端伸入到废弃巷道内；第二注浆孔的布孔位置：使第二注浆管(4)靠近废弃巷道顶板布置。6.根据权利要求1所述的一种与通风斜井贯通的废弃巷道有害气体封堵工艺，其特征在于，密封材料为矸石粉水泥浆和水泥粉煤灰浆；所述矸石粉水泥浆由惰性矸石粉、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李生生，梁敏，高晓耕，许慧斌，周禹良，贺文，刘星帅，陈振国，贺宏伟，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：