CN105909287B - 一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法 - Google Patents
一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105909287B CN105909287B CN201610323442.9A CN201610323442A CN105909287B CN 105909287 B CN105909287 B CN 105909287B CN 201610323442 A CN201610323442 A CN 201610323442A CN 105909287 B CN105909287 B CN 105909287B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling
- grouting
- working face
- hole
- pressure area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002627 tracheal intubation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 4
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 201000010041 presbyopia Diseases 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
- E21D20/021—Grouting with inorganic components, e.g. cement
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
- E21D20/028—Devices or accesories for injecting a grouting liquid in a bore-hole
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
本发明提供了一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法。该方法通过选用一种矿用早强深孔注浆材料配合高压大流量注浆泵，采取提前成孔、插管、封孔、超前支承压力区注浆的工艺，解决了大采高、放顶煤等高产高效采煤工作面常会遇到的片帮问题，该方法不影响工作面生产，并且从本质上改善了煤体的力学性质，重塑了煤体的整体性，具有良好的推广性。
Description
技术领域
本发明涉及综采工作面煤壁片帮防治领域，特别是指一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法。
背景技术
当前煤炭工业正朝着高产高效的大型机械化方向发展，大采高采煤法由于具有高产高效的突出优势，纷纷应用于我国许多矿区；然而大采高采煤法由于工作面推进速度往往较快一天可达十米以上且其采高较大，一般大于6m，工作面煤壁在开采过程中尤其是在末采阶段极易发生片帮现象，片帮之后严重影响工作面的生产安全并且耽误生产进度。
当前防治工作面煤壁片帮的方式一般是改进支护设备或工作面煤壁注浆；对于前者由于不能从根本上改善煤体的力学性质，在一些煤质松软的矿区往往得不到很好的防片帮效果；对于后者由于在工作面煤壁直接注浆作业，会大大干扰工作面的正常生产，也较少采用；此外如果在工作面平巷直接打孔注浆可能会遇到打钻作业跟不上生产进度的情况或者会遇到因注浆时机选择不合理，煤体裂隙尚未发育而导致浆液注不进的情况；由于高产高效采煤工作面推进速度较快，如果选用的注浆材料不合理，也可能会遇到浆液结石体强度提升跟不上工作面推进速度的情况；故本发明人根据高产高效采煤工作面的时空转化关系及围岩裂隙演化规律，选用一种矿用早强深孔注浆材料，提出了提前成孔并在工作面超前支承压力区深孔注浆的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对综采工作面特别是大采高工作面在生产中常遇到的片帮难以有效处理的问题，提出了煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法，其步骤包括：提前成孔、插管、封孔、超前支承压力区注浆四个工艺流程；
（1）提前成孔：超前采煤工作面（1）≥200m，沿工作面运输平巷（2）、回风平巷（3）或主撤巷道（5）进行打钻作业，提前钻成注浆孔（4），钻孔深度覆盖整个超前采煤工作面的长度；
（2）插管工艺：钻孔浅部距孔口10m～20m范围内***无缝钢管（9），钻孔深部直至孔底需***PE管（7）；
（3）封孔工艺：首先，将一节长度为10m～20m的铝塑管（10）***钻孔中并在孔口处塞入棉纱（8）封堵钻孔；然后，将铝塑管（10）与双液注浆***连通；最后，采用双液注浆材料进行封孔，在封孔过程中，缓慢将铝塑管（10）由里向外拉出。
超前支承压力区注浆工艺中，注浆时机选择在工作面的超前支承压力影响范围覆盖钻孔区域时，一般超前采煤工作面15m～30m，此时采用两套注浆设备在工作面两平巷或主撤巷道内平行作业。
超前支承压力区注浆工艺中，采用单液注浆设备及材料。
所述沿工作面两平巷或主撤巷道内的钻孔分上下两排，上下两排钻孔呈三花眼布置，孔径为75或94mm，钻孔仰角一般为1°～3°，钻孔左右间距为5m～10m，上下排距为1.5 m～3m。
所述的无缝钢管（9）及 PE管（7）每节均为2m，PE管直径为32mm，无缝
所述在孔口处的无缝钢管（9）末端焊有一个截止阀（11）。
步骤2中所述的双液注浆***由一台小型气动双液注浆泵（14），两台气动搅拌机（13）、输浆管路及连接件组成。
步骤3中所述的双液注浆材料为一种无机双液速凝注浆材料。
所述的单液注浆材料为超细水泥改性材料，该材料使用水灰比为0.6～0.8:1，3d龄期单轴抗压强度可达20MPa以上。
所述的单液注浆设备主要由单液高压大流量液压注浆泵（12）及电动或气动搅拌机（13）组成，其中注浆泵额定流量≥50L/min，额定压力≥30 MPa。
本发明的有益效果是：
1.从本质上改善了煤体的力学性质，重塑了破碎煤岩的完整性，从而避免了受采动影响所导致煤壁片帮现象的发生。
2.采用提前成孔的办法，避免了直接在工作面开孔而影响工作面生产进度的情况,并且采取在工作面上下平巷或主撤巷道内同时进行注浆作业，大大缩短了注浆时间，充分适应高产高效采煤工作面快速推进的需要。
3.成孔后及时插管可避免钻孔受采动影响而塌孔的问题，并且可以使浆液从钻孔深部在泵压作用下沿钻孔向浅部区域流动，保证了整个钻孔覆盖区域的加固效果。
4.选择合理的注浆时机，即工作面超前支承压力区开始影响钻孔区域时，即图1中原岩应力区与应力升高区分界处，由于此时煤体裂隙逐渐发育，可注性强，注浆效果明显，并且可以保证浆液结石体具有一定的强度发展时间。
5.采用单液超细水泥改性材料作为注浆材料，由于其粒径较小且凝结时间比双液材料相对较长，可大大提高浆液的渗透性与扩散效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1注浆***示意图；
图2回采巷道钻孔布置平面示意图；
图3主撤巷道钻孔布置平面示意图；
图4 巷帮钻孔布置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法，其步骤包括：提前成孔、插管、封孔、超前支承压力区注浆四个工艺流程；
（1）提前成孔：超前采煤工作面1≥200m，用液压钻机沿工作面运输平巷2、回风平巷3或主撤巷道的表面5进行打钻作业，提前钻成注浆孔4，钻孔深度覆盖整个工作面长度，其中钻孔在巷帮分上下两排，上下排钻孔呈三花眼布置，孔径75mm，钻孔仰角为2°，钻孔左右间距为5m，上下排距为2m；
（2）插管工艺：在成孔后，将直径为32mm的PE管7按每节2m逐节***钻孔中，PE管7之间用连接件相连，在距孔底10m范围内的PE管7上需开对穿射浆孔，孔径为10mm，孔距为1m；然后在钻孔浅部距孔口10m范围内***无缝钢管9，在与PE管7相连的一节无缝钢管9上需缠上棉纱，并用铁丝捆牢；
（3）封孔工艺：首先，将一节长度为10m～20m的铝塑管10***钻孔中并在孔口处塞入棉纱8封堵钻孔；然后，将铝塑管10与双液注浆***连通；最后，采用双液注浆材料进行封孔，在封孔过程中，缓慢将铝塑管10由里向外拉出，等待30min浆液充分凝固后，封孔即完成。
待工作面推进至距钻孔30mm时，连接注浆***，选用两套注浆设备，在工作面上下两平巷进行平行注浆作业，待压力值达到20MPa后停止注浆作业并关闭截止阀。
超前支承压力区注浆工艺中，采用单液注浆设备及材料。
所述在孔口处的无缝钢管9末端焊有一个截止阀11。
步骤2中所述的双液注浆***由一台小型气动双液注浆泵14，两台气动搅拌机13、输浆管路及连接件组成。
步骤3中所述的双液注浆材料为一种无机双液速凝注浆材料。
所述的单液注浆材料为超细水泥改性材料，该材料使用水灰比为0.6～0.8:1，3d龄期单轴抗压强度可达20MPa以上。
所述的单液注浆设备主要由单液高压大流量液压注浆泵12及电动或气动搅拌机13组成，其中注浆泵额定流量≥50L/min，额定压力≥30 MPa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆方法，其特征在于：其步骤包括：提前成孔、插管、封孔、超前支承压力区注浆四个工艺流程；
（1）提前成孔：超前采煤工作面（1）≥200m，沿工作面运输平巷（2）、回风平巷（3）或主撤巷道（5）进行打钻作业，提前钻成注浆孔（4），钻孔深度覆盖整个超前采煤工作面的长度，所述沿工作面两平巷或主撤巷道内的钻孔分上下两排，上下两排钻孔呈三花眼布置，孔径为75或94mm，钻孔仰角为1°～3°，钻孔左右间距为5m～10m，上下排距为1.5 m～3m；
（2）插管工艺：钻孔浅部距孔口10m～20m范围内***无缝钢管（9），钻孔深部直至孔底需***PE管（7），所述的无缝钢管（9）及 PE管（7）每节均为2m，PE管直径为32mm，无缝钢管为六分管，在与PE管相连的一节无缝钢管上需缠绕棉纱并用铁丝固定，在孔口处的无缝钢管（9）末端焊有一个截止阀（11）；
（3）封孔工艺：首先，将一节长度为10m～20m的铝塑管（10）***钻孔中并在孔口处塞入棉纱（8）封堵钻孔；然后，将铝塑管（10）与双液注浆***连通；最后，采用双液注浆材料进行封孔，在封孔过程中，缓慢将铝塑管（10）由里向外拉出，所述的双液注浆***由一台小型气动双液注浆泵（14），两台气动搅拌机（13）、输浆管路及连接件组成，所述的双液注浆材料为一种无机双液速凝注浆材料；
超前支承压力区注浆工艺中，注浆时机选择为原岩应力区与应力升高区分界处，即工作面的超前支承压力影响范围覆盖钻孔区域时，超前采煤工作面15m～30m，此时采用两套注浆设备在工作面两平巷或主撤巷道内平行作业，采用单液注浆设备及材料，所述的单液注浆设备主要由单液高压大流量液压注浆泵（12）及电动或气动搅拌机（13）组成，其中注浆泵额定流量≥50L/min，额定压力≥30 MPa。
2.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆方法，其特征在于：所述的单液注浆材料为超细水泥改性材料，该材料使用水灰比为0.6～0.8:1，3d龄期单轴抗压强度可达20MPa以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610323442.9A CN105909287B (zh) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | 一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610323442.9A CN105909287B (zh) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | 一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105909287A CN105909287A (zh) | 2016-08-31 |
| CN105909287B true CN105909287B (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=56748277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610323442.9A Expired - Fee Related CN105909287B (zh) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | 一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105909287B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107916944B (zh) * | 2016-10-09 | 2019-09-20 | 南京梅山冶金发展有限公司 | 地下矿山水泥料投送方法 |
| CN106837380A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-06-13 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 同步深孔注浆方法 |
| CN107387120A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-11-24 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 煤矿井下过断层、破碎煤体区域联邦加固注浆方法 |
| CN107448214B (zh) * | 2017-08-18 | 2019-06-14 | 天地科技股份有限公司 | 大型地质构造裂隙煤岩体超深孔高压两巷预注浆方法 |
| US11156217B2 (en) * | 2017-11-10 | 2021-10-26 | J-Lok Co. | Hydraulic and control system for resin injection |
| CN109707339B (zh) * | 2019-01-14 | 2021-09-17 | 河南理工大学 | 一种煤柱注浆加固的封孔方法 |
| CN111156031A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-15 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | 一种综采工作面构造区深孔分阶段增压注浆方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1884790A (zh) * | 2006-07-06 | 2006-12-27 | 宋彦波 | 矿井探水钻孔孔口管注浆封孔方法及探水钻孔孔口管注浆封孔设备 |
| CN102400698A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-04 | 焦作煤业集团赵固（新乡）能源有限责任公司 | 两硬大采高综采工作面煤壁片帮防治方法 |
| EP2517962A1 (en) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Dsi Underground Systems, Inc. | Apparatus and method for anchor bolt grouting |
| CN204571919U (zh) * | 2015-05-08 | 2015-08-19 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 煤矿下向测定煤层瓦斯压力钻孔封孔装置 |
| CN204920899U (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-30 | 河南工业和信息化职业学院 | 煤矿超钻孔注浆定点封孔装置 |
| AU2013357138B2 (en) * | 2012-12-10 | 2017-07-27 | Suomen Metallityo Oy | Rock anchor bolt |
-
2016
- 2016-05-17 CN CN201610323442.9A patent/CN105909287B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1884790A (zh) * | 2006-07-06 | 2006-12-27 | 宋彦波 | 矿井探水钻孔孔口管注浆封孔方法及探水钻孔孔口管注浆封孔设备 |
| CN102400698A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-04 | 焦作煤业集团赵固（新乡）能源有限责任公司 | 两硬大采高综采工作面煤壁片帮防治方法 |
| EP2517962A1 (en) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Dsi Underground Systems, Inc. | Apparatus and method for anchor bolt grouting |
| AU2013357138B2 (en) * | 2012-12-10 | 2017-07-27 | Suomen Metallityo Oy | Rock anchor bolt |
| CN204571919U (zh) * | 2015-05-08 | 2015-08-19 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 煤矿下向测定煤层瓦斯压力钻孔封孔装置 |
| CN204920899U (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-30 | 河南工业和信息化职业学院 | 煤矿超钻孔注浆定点封孔装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105909287A (zh) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105909287B (zh) | 一种煤矿综采工作面超前支承压力区深孔注浆工艺与方法 | |
| CN108661705B (zh) | 条采采空区四位一体综合治理施工方法 | |
| CN103161480B (zh) | 主动支撑巷旁充填沿空留巷的方法 | |
| CN112855223B (zh) | 一种煤巷穿越采空区壁后-超前帷幕空间一体化注浆方法 | |
| CN108222938A (zh) | 一种大倾角煤层采空区组合注浆充填开采方法 | |
| CN104481540A (zh) | 一种利用高位钻孔注浆控制多种煤矿开采灾害的方法 | |
| CN105221168B (zh) | 一种富水深埋条件下盾构法隧道施工洞门封水方法 | |
| CN203430473U (zh) | 煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置 | |
| CN103362117A (zh) | 注浆段全段注浆的方法 | |
| CN104018837A (zh) | 一种处理卧底矸石的间隔充填沿空留巷方法 | |
| CN106223897B (zh) | 一种综采工作面破碎煤岩深孔分段注浆方法 | |
| AU2021355609B2 (en) | Method for mining by filling and caving | |
| CN103967493A (zh) | 一种缓倾斜薄矿体矿柱采矿法 | |
| CN106761814A (zh) | 一种管幕与竹筋注浆锚杆联合支护结构及方法 | |
| CN109209490A (zh) | 一种矸石充填辅助末采阶段工作面回撤方法 | |
| CN104500070A (zh) | 一种连续采煤机膏体充填开采方法 | |
| CN102704950B (zh) | 矿山开采过导水断裂构造的支护方法 | |
| CN105952492A (zh) | 一种高瓦斯煤层工作面钻采预抽瓦斯方法 | |
| CN111005740A (zh) | 一种中深孔预注浆控制采场上下盘围岩的方法 | |
| CN111810197B (zh) | 一种工作面断层构造带的预注浆加固方法 | |
| CN108843390A (zh) | 矿井离层水害治理方法 | |
| CN206438517U (zh) | 一种适用于强卸荷发育边坡的黏结型预应力锚索 | |
| CN104929129A (zh) | 无盖重结合异孔引管混凝土盖重固结灌浆方法 | |
| CN205297636U (zh) | 钻孔内煤层的增透抽采*** | |
| CN103966981B (zh) | 风化卸荷岩体上修建拱坝的传力结构及其施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180703 |