一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺制造技术

技术编号：40052324 阅读：5 留言：0更新日期：2024-01-16 21:24

本发明专利技术公开了一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，属于煤层密闭施工技术领域，解决了砖混砌筑采空区密闭存在强度和气密性差、工艺制作缓慢的问题，本发明专利技术包括以下步骤：在密闭位置实施掏槽后与煤岩体接实；在槽体周边将双层锚杆与螺纹钢连接形成网格骨架，在槽体中央架设钢筋骨架；在槽体巷道两帮分别设置泄水管、措施管和观测管；每道密闭喷筑达作业设计高度时停止喷筑作业；将密闭点以外的巷道进行喷浆；在密闭点外打设“＃”字型木垛，最后封堵密闭泄水管、措施管和观测管，每天洒水养护，直至混凝土强度值高于设计标准。本发明专利技术具有施工快速，材料消耗少，密闭效果好的特点。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤层密闭施工，具体涉及一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺。

技术介绍

1、密闭意思是指封闭的空间，对于开采具有自然发火危险，自然发火期较短，且煤尘具有爆炸性的煤层，通常采用砖混砌筑的方式对采空区进行封闭的密闭，这种方法存在施工工艺复杂，构筑工艺笨重难操作和构筑速度慢等问题，通过这种方法制作的密闭受压易开裂、气密性差，容易造成瓦斯外泄、积聚、自然发火和采空区遗煤自燃等安全事故，严重威胁煤矿安全生产和广大职工群众的生命安全，故经过研究采用喷浆法高效率制作的密闭强度高、不易开裂、气密性高，通过这种方法制作密闭是防止此类事故的一种有效的方法。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，以解决砖混砌筑采空区密闭存在强度和气密性差、工艺制作缓慢的问题。

2、本专利技术的技术方案是：一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，包括包括采用以下步骤：

3、步骤一：施工密闭施工前，在密闭位置实施掏槽，见硬顶、硬底、硬帮后，与煤岩体接实，最后清除破碎渣石并清洗槽体；

4、步骤二：清除工作完成后先预湿槽体周边，以保证浆体与巷体接触面粘结不离层，可以充分连接成一个整体，然后在槽体周边内打注双层锚杆，再将双层锚杆与螺纹钢连接形成网格骨架，槽体正面两侧搭设壳子板，壳子板打设牢靠后用钢筋在槽体中央架设钢筋骨架；

5、步骤三：选用喷浆材料并进行拌料，在槽体巷道两帮分别设置泄水管、措施管和观测管；</p>

6、步骤四：使用喷浆机进行加料、喷浆浇筑，每道密闭喷筑达作业设计高度时停止喷筑作业，待墙体凝结后，继续喷浆构筑作业直至结束；

7、步骤五：密闭喷浆完工后，将密闭点以外的巷道进行喷浆，防止采空区气体从巷道周边围岩裂隙中溢出；

8、步骤六：喷浆完工后，在密闭点外打设“＃”字型木垛，最后封堵密闭泄水管、措施管和观测管，密闭制作完成后每天洒水养护，直至混凝土强度值高于设计标准。

9、进一步地，步骤一中，密闭帮槽和顶槽掏槽深入深度≥0.3m，底槽掏槽深入深度≥0.5m；

10、进一步地，步骤二中，双层锚杆规格为φ（18-24）mm×2400mm，格距为（800±100）mm×（400±100）mm，锚杆打入槽体深1.6-1.8米，外露长600±200mm；螺纹钢规格为φ（18-24）mm，网格骨架规格为（500±100）mm×（400±100）mm，骨架交叉处用网丝扭结固定；壳子板为厚度≥50mm的木板，板材结合部纵横用钢钉固定牢靠，打设撑木，防止溃浆，钢筋骨架规格为（400±100）mm×（400±100）网格形式。

11、进一步地，步骤三中，选用的喷浆材料具体为：水泥选用≥42.5等级的普通硅酸盐水泥，选用粒径为1-5mm的砂子，砂子含土量＜3％；充填混凝土的体积配合质量比为：水泥：砂子=1:3、水灰比为0.4-0.6；喷浆时需掺入速凝剂，速凝剂掺入量为加入水泥重量的4-6%；捣制混泥土配合质量比为：水泥：砂子：石子=1:2:2，砼强度不小于c20。

12、进一步地，步骤三中，在密闭喷筑高度距底板高度≤0.3m处、在密闭左侧距帮0.5±0.1m处分别安装一根泄水管，外露0.2-0.3m；在密闭喷筑高度距底板1.5±0.2m、距巷帮1.0-1.2m处的左、右两侧分别安装措施管一根、观测管一根，措施管、观测管分别外露0.2-0.3m，措施管和观测管的规格为φ108mm。

13、进一步地，步骤四中，喷浆机的供风压力≥0.4mpa，水压比风压高0.1mpa；喷浆前，喷浆工操作喷头，必须用水自上而下冲洗巷道两帮，喷浆时，开水、开风，调整水量、风量，最后上料，保证喷面无干斑，无流淌；喷浆时，喷浆时喷头和受喷面保持0.6-1米的距离，分段按自下而上的顺序进行喷射，喷射的喷头与受喷面之间夹角≥70°。

14、进一步地，步骤五中，密闭喷浆完工后，将密闭点以外8-10m范围的巷道进行喷浆，喷浆厚度≥10mm。

15、进一步地，步骤六中，在密闭点以外1m处打设“＃”字型木垛，“＃”字型木垛选用规格为1.2m×200mm×200mm的方木；

16、进一步地，步骤六中，每天早、中、晚各洒水养护2-4次，混凝土强度值设计标准不小于c20。

17、本专利技术的有益效果如下：通过掏槽、槽体内搭设骨架、选择喷浆用料、喷浆、喷浆后进行二次喷浆、二次喷浆后搭设木垛、喷浆后养护等步骤的协同，可以完成高效率、高强度、高性能的喷浆法密闭制作，本方法具有施工快速，材料消耗少，密闭效果好的特点，能有效减少密闭构筑的施工工艺，减少密闭施工成本，提高密闭抗压和防漏性能，降低职工劳动强度大的问题，并对密闭墙效果及新工艺构筑采空区密闭墙及时进行改进，具有施工快速，材料消耗少，密闭效果好的特点。

18、同时本专利技术提供了一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，与原有砖混施工工艺对煤矿采空区制作密闭比较，本专利技术具有良好的经济效益和社会效益：

19、一、经济效益

20、本施工工艺资金消耗比砖混施工工艺资金消耗低，可大幅节省资金，应用于实际现场生产中，在提高制作密闭性能的同时，也可大幅节省成本，具有良好的经济效益。

21、二、社会效益

22、1.本方法主要体现施工密闭快速、有效、抗压强度高，防漏性好，省去了人工构筑密闭和人工搬运物料工序，减少了构筑密闭多人参与作业，可以降低作业人员劳动强度50%以上。

23、2.能够及时封闭采空区，杜绝瓦斯外泄、积聚、自然发火和采空区遗煤自燃事故。

24、3.适应性强：本方法不受巷道性质的变化和局限，是将密闭掏槽、打注锚杆、架设钢筋骨架，预湿槽体，搭设壳板、喷浆捣制融为一体，适合于采空区及时封闭，抗压强度高，防漏性好，安全性强。

25、4.安全性高：本方法在密闭作业环境中，有效避免了人员在装料、卸车、背运、拌料、搭设脚手架、高空上料、手工构筑密闭等诸多不安全因素，减少了人员在作业当中因高空上料配合不当或受作业环境局限、视线模糊、脚手架失效、保险带失效等情况而造成人员意外伤害。

26、5.抗压防漏性好：本方法制作的密闭抗压强度高，在常规环境中，能有效抵御矿井来压，地质构造变化及采空区积水压力，密封性好，渗水率低，极大地减少了原有密闭受压变形，开裂，采空区瓦斯涌出、积水外泄，采空区发火、密闭修复困难等不利因素，有效促进了密闭在矿井安全生产中的作用。

27、6.综合效率高：本方法具有施工快速、安全、材料消耗少、劳动强度低、人员配置少、密闭强度及防漏效果好的特点，具有现实的推广应用价值。

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【技术保护点】

1.一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤一中，密闭（9）帮槽和顶槽掏槽深入深度≥0.3m，底槽掏槽深入深度≥0.5m。

3.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤二中，双层锚杆规格为φ（18-24）mm×2400mm，格距为（800±100）mm×（400±100）mm，锚杆打入槽体深1.6-1.8米，外露长600±200mm；螺纹钢规格为φ（18-24）mm，网格骨架（4）规格为（500±100）mm×（400±100）mm，骨架交叉处用网丝扭结固定；壳子板（3）为厚度≥50mm的木板，板材结合部纵横用钢钉固定牢靠，打设撑木，防止溃浆，钢筋骨架（1）规格为（400±100）mm×（400±100）网格形式。

4.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤三中，选用的喷浆材料具体为：水泥选用≥42.5等级的普通硅酸盐水泥，选用粒径为1-5m

5.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤三中，在密闭（9）喷筑高度距底板高度≤0.3m处、在密闭（9）左侧距帮0.5±0.1m处分别安装一根泄水管（5），外露0.2-0.3m；在密闭（9）喷筑高度距底板1.5±0.2m、距巷帮1.0-1.2m处的左、右两侧分别安装措施管（6）一根、观测管（7）一根，措施管（6）、观测管（7）分别外露0.2-0.3m，措施管（6）和观测管（7）的规格为φ108mm。

6.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤四中，喷浆机的供风压力≥0.4MPa，水压比风压高0.1MPa；喷浆前，喷浆工操作喷头，必须用水自上而下冲洗巷道两帮，喷浆时，开水、开风，调整水量、风量，最后上料，保证喷面无干斑，无流淌；喷浆时，喷浆时喷头和受喷面保持0.6-1米的距离，分段按自下而上的顺序进行喷射，喷射的喷头与受喷面之间夹角≥70°。

7.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤五中，密闭（9）喷浆完工后，将密闭（9）点以外8-10m范围的巷道（2）进行喷浆，喷浆区域（13）厚度≥10mm。

8.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤六中，在密闭（9）点以外1m处打设“＃”字型木垛，“＃”字型木垛选用规格为1.2m×200mm×200mm的方木。

9.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤六中，每天早、中、晚各洒水养护2-4次，混凝土强度值设计标准不小于C20。

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【技术特征摘要】

1.一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤三中，选用的喷浆材料具体为：水泥选用≥42.5等级的普通硅酸盐水泥，选用粒径为1-5mm的砂子，砂子含土量＜3％；充填混凝土的体积配合质量比为：水泥：砂子=1:3、水灰比为0.4-0.6；喷浆时需掺入速凝剂，速凝剂掺入量为加入水泥重量的4-6%；捣制混泥土配合质量比为：水泥：砂子：石子=1:2:2，砼强度不小于c20。

5.根据权利要求1所述的一种使用喷浆法对煤矿采空区制作密闭的施工工艺，其特征在于：步骤三中，在密闭（9）喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊龙，杨卫国，唐小荣，刘国军，王伟军，翟军平，付文辉，刘继臣，李东堂，严新东，赵银文，张龙，张怀勇，孙林，张建云，刘海清，
申请(专利权)人：窑街煤电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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