CN108979590A - 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 - Google Patents
一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108979590A CN108979590A CN201811053469.6A CN201811053469A CN108979590A CN 108979590 A CN108979590 A CN 108979590A CN 201811053469 A CN201811053469 A CN 201811053469A CN 108979590 A CN108979590 A CN 108979590A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grouting
- high pressure
- suction tube
- roof
- slip casting
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 45
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 45
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 27
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 26
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 18
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 12
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 12
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 210000004911 serous fluid Anatomy 0.000 claims description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017435 S2 In Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000009430 construction management Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
- E21D23/04—Structural features of the supporting construction, e.g. linking members between adjacent frames or sets of props; Means for counteracting lateral sliding on inclined floor
- E21D23/0481—Supports specially adapted for use in combination with the placing of filling-up materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
本发明提供一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置,本发明采用从地面钻孔至破碎顶板进行注浆加固的方法,操作空间较大,不需要专门进行封孔,降低了钻孔注浆的技术难度,克服了原有的井下注浆对钻孔角度限制较大、注浆范围小、封孔难度大、浆液易外流、注浆效果差等缺点;本发明的注浆方法根据煤层破碎顶板以及地面情况,安排钻孔密度、深度以及直径,依次进行钻孔;选取合适的注浆材料,采用本发明注浆装置进行注浆;本发明的注浆装置采用计量泵吸取原料,原料配比准确,设置压力表和流量计,注浆压力及流量稳定可控;浆液扩散区域大,注浆效果好,多孔注浆实现破碎顶板的全覆盖,大大提高了特厚、较厚煤层破碎顶板的整体强度。
Description
技术领域
本发明属于煤层破碎顶板注浆加固的领域,涉及一种防止特厚破碎顶板垮落对工作面液压支架和煤壁造成影响的方法,尤其是一种地面钻孔至煤层特厚破碎顶板注浆加固的方法。
背景技术
我国部分煤矿工作面上方存在着较厚的直接顶,顶板易破碎,其主要有岩层厚度大、岩层强度低、裂隙发育成度高、整体性差、自稳能力低等特点,导致开采过程中工作面顶板和巷道顶板出现冒落现象,三角区出现煤壁片帮、顶板漏顶、冒顶,液压支架压架等安全隐患。引起这一现象的主要因素有顶板岩层自身物理力学性质差、工作面开采反复扰动、局部构造等因素。
工作面破碎顶板允许暴露的时间短,暴露面积较小,若得不到及时支护和控制,将发生漏顶事故,且漏顶范围将越来越大。为了防止破碎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。
以往技术主要采用加强地质勘探、加强施工管理、超前支护、构造处提前支护、巷道处钻孔注浆等方法进行破碎顶板的支护与控制,但破碎顶板并不能得到完全有效的控制,特别是工作面具有较厚的易破碎顶板时,采用井底钻孔注浆效果一般,首先,易碎顶板厚度较大,工程量较大;其次,井下钻孔施工角度限度较大,钻孔很难达到设计的要求,导致注浆效果较差;最后,井下顶板钻孔注浆范围小、封孔难度大、浆液易外流、注浆效果差。
因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置,以至少解决目前顶板钻孔施工角度限制较大,注浆范围小,封孔难度大,浆液易外流,注浆效果差等问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤S1,根据工作面顶板以及地面情况,依次进行钻孔;
步骤S2,选取注浆材料、确定注浆参数,安装注浆装置;
步骤S3,依次进行注浆。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法中,优选地,所述步骤S1具体包括以下步骤:
步骤S11,根据工作面顶板破碎情况,确定钻孔的密度和布置方式及钻孔直径大小;
步骤S12,根据工作面煤层破碎顶板的海拔高度和产状以及地面钻孔处的海拔高度,确定每一个地面钻孔的深度;
步骤S13,根据工作面推进方向,按照工作面推进的方向依次进行钻孔。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法中,优选地,所述步骤S2具体包括以下步骤:
步骤S21,选取马丽散液态高分子树脂材料作为注浆材料,其中A料和B料按体积1∶1进行配比;
步骤S22,取样测试煤层顶板的浆液扩散半径γ、裂隙率n和浆液在裂隙内的有效充填系数β;
步骤S23,确定注浆压力和注浆浆液量;
注浆压力根据不同煤层顶板岩性有部分差异,注浆压力选取范围5MPa~8MPa,注浆浆液的用量根据浆液扩散半径γ和裂隙率n进行计算,
Q=2πγHnβ
式中:Q-浆液注入量;
γ-浆液扩散半径;
H-注浆段长度;
n-裂隙率;
β-浆液在裂隙内的有效充填系数(β的取值范围0.3~0.9);
步骤S24、安装注浆装置准备注浆。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法中,优选地,所述步骤S3中,每一个孔注浆结束后,立即用润滑油清洗管路,以免混合浆液在管路内凝固。
如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法,优选地,所述步骤S2中的注浆装置包括:
储料罐,所述储料罐用于储存注浆浆液原料,所述储料罐包括储料罐A和储料罐B;
吸料管,所述吸料管包括吸料管A和吸料管B,所述吸料管A和吸料管B的进料端分别与储料罐A和储料罐B的出料口相连通,所述吸料管A和吸料管B的出料端与浆料混合装置的进料端相连通;
浆料混合装置,所述浆料混合装置包括吸料泵和搅拌装置,用于吸取浆料并搅拌混合,所述浆料混合装置的出料端与混合料输料管的进料端相连通;
混合料输料管,所述混合料输料管的出料端与高压注浆泵的输入端相连通;
高压注浆泵,所述高压注浆泵的输出端与高压输浆管的进料端相连通;
高压输浆管,所述高压输浆管的出料端与高压浆液注射枪的接头相连通;
高压浆液注射枪,所述高压浆液注射枪另一端呈圆锥形封闭状,方便放入深孔,所述高压浆液注射枪枪管呈圆柱状,所述高压浆液注射枪管壁上均布有注浆孔。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置中,优选地,所述浆料混合装置所包括吸料泵分为吸料泵A和吸料泵B,所所述吸料泵A和吸料泵B分别与吸料管A和吸料管B的出料端相连通。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置中,优选地,所述吸料泵A和吸料泵B均为计量泵,能够精准控制吸料的流量,方便控制所述搅拌装置内两种浆料的体积比例。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置中,优选地,所述高压输浆管上设置有用于观察注浆压力的压力表和用于观察注浆流量的流量计。在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置中,优选地,所述高压浆液注射枪包括接头、注浆筒、和圆锥状的封闭头,所述高压浆液注射枪接头尺寸不变,所述注射筒直径、长短、注浆孔密度设置有多套规格。
在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置中,优选地,所述吸料管A和吸料管B的出料口分别与三通阀A和三通阀B的进料口相连通,所述三通阀A和三通阀B的出料口分别与吸料泵A和吸料泵B的输入端相连通;所述三通阀A和三通阀B的换向口分别与冲洗油管A和冲洗油管B的出料端相连通;所述冲洗油管A和冲洗油管B的进料端分别与冲洗料罐的出料口相连通;所述三通阀A和三通阀B均为合流三通阀。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下优异效果:
在本发明提供的技术方案中,经过地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固以后,破碎顶板岩层弱面的力学特性得到有效改善,通过充分的注浆,使岩层本身裂隙及层间的内摩擦角和粘聚力也显著提高;较之井下钻孔注浆,地面钻孔注浆施工的目的性强,操作空间较大,施工操作方便,一次注浆扩散区域大,不需要专门进行封孔,降低了钻孔注浆的技术难度,注浆设备配置合理,注浆浆液配比均匀,压力稳定可控,注浆效果得到有效提高,大大提高了煤层破碎顶板的整体强度,并减少了一定的工作量;对特厚、较厚煤层破碎顶板的加固有显著的进步效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1为本发明具体实施例的注浆方法的流程图;
图2为图1的步骤S1的具体流程图;
图3为图1的步骤S2的具体路程图;
图4为本发明具体实施例的高压注浆装置结构示意图;
图5为本发明具体实施例的高压浆液注射枪结构示意图;
图6为本发明具体实施例的煤层顶底板示意图;
图7为地面钻孔布置示意图。
图中:1、储料罐A;2、储料罐B;3、吸料管A;4、吸料管B;5、浆料混合装置;6、混合料输料管;7、高压注浆泵;8、高压输浆管;9、高压浆液注射枪;10、高压浆液注射枪出液孔;11、地面钻孔;12、表土层;13、煤层上部岩层;14、顶板破碎岩层;15、煤层;16、冲洗油管A;17、冲洗油管B;18、冲洗料罐。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,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的具体含义。
根据本发明的实施例,如图4所示,一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置,注浆加固装置包括:储料罐、吸料管、冲洗油管、冲洗料罐18、浆料混合装置5、混合料输料管6、高压注浆泵7、高压输浆管8、高压浆液注射枪9。
储料罐,储料罐用于储存注浆浆液原料,储料罐包括储料罐A1和储料罐B2;储料罐A1和储料罐B2分别用于盛放本实施例所采用的注浆材料马丽散A料和马丽散B料。
吸料管,吸料管包括吸料管A3和吸料管B4,吸料管A3和吸料管B4的进料端分别与储料罐A1和储料罐B2的出料端相连通;吸料管A3和吸料管B4的出料端分别与三通阀A和三通阀B的进料口相连通;三通阀A和三通阀B的换向口分别与冲洗油管A16和冲洗油管B17的出料端相连通,冲洗油管A16和冲洗油管B17的进料端分别与冲洗料罐18的出料口相连通;三通阀A和三通阀B的出料口分别与吸料泵A和吸料泵B的进料口相连通;通过两个合流三通阀可以切换吸入物料,实现注浆吸料过程和冲洗吸油随时切换。
浆料混合装置5,浆料混合装置5包括吸料泵和搅拌装置,用于按比例吸取浆料并将浆料充分搅拌混合,浆料混合装置5的进料端与吸料管A3和吸料管B4的出料端相连接,浆料混合装置5的进料端与混合料输料管6的进料端相连接;浆料混合装置5的吸料泵采用两个相同型号的计量泵分别是吸料泵A和吸料泵B,计量泵不受混合装置内压力的影响,能够精准控制吸取浆料的流量,方便精准控制所述搅拌装置内两种浆料的体积比例。
混合料输料管6,混合料输料管6的出料端与高压注浆泵7的输入端相连接。
高压注浆泵7,高压注浆泵7的输出端与高压输浆管8的进料端相连接。
高压输浆管8,高压输浆管8的出料端与高压浆液注射枪9相连接;为便于观察注浆压力与注浆流量,高压输浆管上设置有压力表和流量计。
高压浆液注射枪9,高压浆液注射枪9一端与所述高压输浆管相连通,高压浆液注射枪9另一端呈圆锥形封闭状,方便放入深孔,高压浆液注射枪9枪管呈圆柱状,高压浆液注射枪9管壁上均布有注浆孔。高压浆液注射枪9接头尺寸不变,便于连接高压输浆管8。为配合不同地质情况和钻孔直径的不同,高压浆液注射枪9直径有120mm、200mm、300mm,高压浆液注射枪9的长度等于破碎顶板厚度减去浆液扩散半径γ。
其中,高压注射枪枪管外径不小于所述高压输浆管8的外径。
根据本发明的实施例,如图1、图2和图3所示,本发明还提供了地面钻孔11至煤层15破碎顶板注浆加固的方法,注浆加工方法包括如下步骤:
S1,根据工作面顶板以及地面情况,依次进行钻孔:
取样测试煤层15顶板的顶板厚度、浆液扩散半径γ、裂隙率n和浆液在裂隙内的有效充填系数β;根据工作面顶板破碎情况,确定钻孔的密度和布置方式及钻孔直径大小;钻孔密度的布置依据浆液扩散半径γ而定,确保布置的钻孔密度在注浆后刚好可以实现浆液对煤层15破碎顶板的全覆盖,钻孔直径有120mm、200mm、300mm三种尺寸供选择,优选120mm;高压浆液注射枪9直径、钻孔直径的选择与裂隙率n的关系见下表1:
表1高压浆液注射枪直径、钻孔直径的选择与裂隙率n的关系表
裂隙率n越高,说明顶板破碎程度越高,这样在破碎顶板处钻孔时,孔就越容易被破坏,因此选用较大的钻孔直径;裂隙率n越低,说明顶板破碎程度越低,围岩的稳定性越好,钻孔也越稳定,可以选用常用钻孔尺寸120mm。
根据工作面煤层15破碎顶板的海拔高度和产状以及地面钻孔11处的海拔高度,确定每一个地面钻孔11的深度;测量计算出工作面煤层15破碎顶板的底面和地面钻孔11处的海拔高度差,差值减去该处浆液扩散半径γ,即是该处钻孔的深度。
如图6、图7所示,根据工作面的推进方向,逐排依次进行钻孔,钻孔设备的钻头经过地面向下依次穿过表土层12、煤层上部岩层13,到达煤层15上方的顶板破碎岩层14,待到达钻孔深度后,停止钻孔,抽出钻具,单个钻孔作业完成。
按照同样的操作步骤依次进行下一个钻孔。
S2,选取注浆材料、确定注浆参数,安装注浆装置
选取马丽散液态高分子树脂材料作为注浆材料,其中A料和B料按体积1∶1进行配比;在本实施例中,A料选用树脂,B料选用催化剂。树脂和催化剂掺在一起时发生反应产生膨胀,生成多元网状密弹性体,当它被高压推挤,注入到破碎顶板缝隙内(在高压作用下可以使煤岩层的闭合裂隙张开),可沿破碎顶板缝隙延展直到将所有裂隙(包括肉眼难以觉察的裂隙及在高压作用下重新张开的裂隙)充填。本实施例中,A料和B料的选用并没有先后顺序,也可A料选用催化剂,B料选用树脂。
确定注浆压力和注浆浆液量Q;
注浆压力根据不同煤层15顶板岩性的不同有部分差异,注浆压力选取范围5~8MPa,注浆浆液的用量Q根据浆液扩散半径γ和裂隙率n进行计算,
Q=2πγHnβ
式中:Q-浆液注入量;
γ-浆液扩散半径;
H-注浆段长度;
n-裂隙率;
β-浆液在裂隙内的有效充填系数(β的取值范围0.3~0.9);
根据注浆用量Q备足马丽散材料,安装注浆装置准备注浆。
S3,依次进行注浆:
首先,选取合适尺寸的高压浆液注射枪9与高压输浆管8连接,并放入钻孔送至注浆位置;其次,将三通阀A和三通阀B阀门分别旋通至吸料管A3和吸料管B4;再次,调节吸料泵A和吸料泵B使其流量相同,打开浆料混合装置5开关,吸取浆料并混合均匀输送至高压注浆泵7处;然后,打开高压注浆泵7进行注浆,注浆过程中时刻关注高压输浆管8上压力表的压力和流量计的流量,当流量小于5L/min时,继续稳定注浆10~20min,当压力稳定在较高注浆压力8MPa左右时停止注浆,将注射枪抽出钻孔;最后,冲洗注浆管路:本钻孔注浆结束后,立即将三通阀A和三通阀B接通至冲洗油管A16和冲洗油管B17,使冲洗用润滑油通过冲洗料罐18被吸入注浆管路,清洗管路,以免混合浆液在管路内凝固;本孔注浆完成,进行下一个孔的注浆。
综上所述,本发明还具有如下有益技术效果:
在本发明提供的技术方案中,经过地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固以后,破碎顶板岩层弱面的力学特性得到有效改善,提高了其整体强度,使岩层本身裂隙及层间的内摩擦角和粘聚力也显著提高;较之井下钻孔注浆,地面钻孔注浆施工的目的性强,操作空间较大,施工操作方便,一次注浆扩散区域大,不需要专门进行封孔,降低了钻孔注浆的技术难度,注浆设备配置合理,注浆浆液配比精准均匀,压力稳定可控,注浆效果得到有效提高,大大提高了煤层破碎顶板的整体强度,并减少了一定的工作量。大大提高了特厚、较厚煤层破碎顶板的加固效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法,其特征在于,所述注浆加固的方法包括如下步骤:
S1,根据工作面顶板以及地面情况,依次进行钻孔;
S2,选取注浆材料、确定注浆参数,安装注浆装置;
S3,依次进行注浆。
2.如权利要求1所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括以下步骤:
S11,根据工作面顶板破碎情况,确定钻孔的密度和布置方式及钻孔直径大小;
S12,根据工作面煤层破碎顶板的海拔高度和产状以及地面钻孔处的海拔高度,确定每一个地面钻孔的深度;
S13,根据工作面推进方向,按照工作面推进的方向依次进行钻孔。
3.如权利要求1所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括以下步骤:
S21,选取马丽散液态高分子树脂材料作为注浆材料,其中A料和B料按体积1∶1进行配比;
S22,取样测试煤层顶板的浆液扩散半径γ、裂隙率n和浆液在裂隙内的有效充填系数β;
S23,确定注浆压力和注浆浆液量;
注浆压力根据不同煤层顶板岩性有部分差异,注浆压力选取范围5MPa~8MPa,注浆浆液的用量Q根据浆液扩散半径γ和裂隙率n进行计算,
Q=2πγHnβ
式中:Q-浆液注入量;
γ-浆液扩散半径;
H-注浆段长度;
n-裂隙率;
β-浆液在裂隙内的有效充填系数,β的取值范围为0.3~0.9;
S24,安装注浆装置准备注浆。
4.如权利要求1所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法,其特征在于,所述步骤S3中,每一个孔注浆结束后,立即用润滑油清洗管路,以免混合浆液在管路内凝固。
5.如权利要求1~4任一项所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法所使用的注浆装置,其特征在于,所述注浆装置包括:
储料罐,所述储料罐用于储存注浆浆液原料,所述储料罐包括储料罐A和储料罐B;
吸料管,所述吸料管包括吸料管A和吸料管B,所述吸料管A和吸料管B的进料端分别与储料罐A和储料罐B的出料端连通,所述吸料管A和吸料管B的出料端分别与浆料混合装置的进料端相连通;
浆料混合装置,所述浆料混合装置包括吸料泵和搅拌装置,用于吸取浆料并搅拌混合,所述浆料混合装置的出料端与混合料输料管的进料端相连通;
混合料输料管,所述混合料输料管的出料端与高压注浆泵的输入端相连通;
高压注浆泵,所述高压注浆泵的输出端与高压输浆管的进料端相连通;
高压输浆管,所述高压输浆管的的出料端与高压浆液注射枪的进料端相连通;
高压浆液注射枪,所述高压浆液注射枪的注射端为圆锥形状,便于放入深孔,所述高压浆液注射枪枪管呈圆柱状,所述高压浆液注射枪管壁上设置有出液孔。
6.如权利要求5所述的注浆装置,其特征在于,所述吸料泵包括吸料泵A和吸料泵B,所述吸料泵A和吸料泵B分别与吸料管A和吸料管B的出料端相连通。
7.如权利要求6所述的注浆装置,其特征在于,所述吸料泵A和吸料泵B均为计量泵,能够精准控制吸料的流量,方便精确控制所述搅拌装置内两种浆料的体积比例。
8.如权利要求5所述的注浆装置,其特征在于,所述高压输浆管上还设置有用于观察注浆压力的压力表和用于观察注浆流量的流量计。
9.如权利要求5所述的注浆装置,其特征在于,所述高压浆液注射枪包括接头、注浆筒、和圆锥状的封闭头,所述注浆筒直径、长短、注浆孔密度设置有多套规格,所述高压浆液注射枪接头尺寸不变,便于与高压输浆管出料端相连接;
优选地,所述高压浆液注射枪的枪管外径不小于所述高压输浆管的外径。
10.如权利要求6所述的注浆装置,其特征在于,所述吸料管A和吸料管B的出料端分别与三通阀A和三通阀B的进料端相连通,所述三通阀A和三通阀B的出料端分别与吸料泵A和吸料泵B的输入端相连通;所述三通阀A和三通阀B的换向口分别与冲洗油管A和冲洗油管B的出料端相连通;所述冲洗油管A和冲洗油管B的进料端分别与冲洗料罐的出料口相连通;所述三通阀A和三通阀B均为合流三通阀。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811053469.6A CN108979590A (zh) | 2018-09-01 | 2018-09-01 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
LU101599A LU101599B1 (en) | 2018-09-01 | 2019-03-28 | Grouting reinforcement method for ground drilling to coal seam broken roof and grouting apparatus |
PCT/CN2019/080109 WO2019228041A1 (zh) | 2018-09-01 | 2019-03-28 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811053469.6A CN108979590A (zh) | 2018-09-01 | 2018-09-01 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108979590A true CN108979590A (zh) | 2018-12-11 |
Family
ID=64546059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811053469.6A Pending CN108979590A (zh) | 2018-09-01 | 2018-09-01 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108979590A (zh) |
LU (1) | LU101599B1 (zh) |
WO (1) | WO2019228041A1 (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019228041A1 (zh) * | 2018-09-01 | 2019-12-05 | 安徽理工大学 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
CN110985058A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 安徽理工大学 | 一种采煤工作面断层破碎带注浆加固方法 |
CN111810196A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 中勘资源勘探科技股份有限公司 | 一种地面注浆加固破碎顶板的方法 |
CN112459744A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 安徽铜冠(庐江)矿业有限公司 | 一种地质探矿钻孔的封孔系统及封孔方法 |
CN112727395A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 北京大地高科地质勘查有限公司 | 煤层顶板上方承压水层测试及注浆加固系统 |
CN113482664A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-08 | 华能铜川照金煤电有限公司西川煤矿分公司 | 压力集中区围岩注浆加固方法 |
CN114412512A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 渭南陕煤启辰科技有限公司 | 一种远距离快速精准注浆施工装置及使用方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116752934B (zh) * | 2023-08-21 | 2023-10-20 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | 一种钻孔内壁喷涂护孔工艺 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201722699U (zh) * | 2010-07-17 | 2011-01-26 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 化学浆液堵水施工用注射枪装置 |
CN102704933A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-10-03 | 中国矿业大学 | 采动覆岩分区隔离注浆充填采煤方法 |
CN102877858A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-16 | 安徽理工大学 | 用于采煤工作面破碎顶板的加固方法 |
CN103758538A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-04-30 | 山东科技大学 | 一种破碎顶板冒落区注浆充填相似模拟方法 |
CN104179511A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-03 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 地面预注浆加固巷道穿过断层破碎带处围岩的新型布孔注浆方法 |
CN104533452A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下破碎煤体分段式注浆加固方法 |
CN104775816A (zh) * | 2015-02-27 | 2015-07-15 | 中国矿业大学 | 切眼侧局部压煤覆岩隔离注浆充填不迁村开采方法 |
CN104929666A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-23 | 中国矿业大学 | 一种软弱顶板断顶沿空留巷方法 |
CN107013182A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-04 | 枣庄矿业(集团)付村煤业有限公司 | 特高压长臂煤体注水孔封孔设备及其使用方法 |
CN107740677A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-02-27 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种横穿工作面的碎软煤层顺层定向长钻孔瓦斯抽采方法 |
CN107816352A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-03-20 | 安徽理工大学 | 一种水力切割硬厚顶板卸压防冲的方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU711292A1 (ru) * | 1978-06-16 | 1980-01-25 | Университет Дружбы Народов Имени Патриса Лумумбы | Способ разработки мощных пологих угольных пластов |
CN102230382B (zh) * | 2011-05-20 | 2013-03-06 | 中国矿业大学 | 一种底板渐进掩护增压式注浆加固技术 |
CN108049899A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-18 | 中国矿业大学(北京) | 一种沿空掘巷窄煤柱破碎围岩加固方法 |
CN108979590A (zh) * | 2018-09-01 | 2018-12-11 | 安徽理工大学 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
-
2018
- 2018-09-01 CN CN201811053469.6A patent/CN108979590A/zh active Pending
-
2019
- 2019-03-28 LU LU101599A patent/LU101599B1/en active IP Right Grant
- 2019-03-28 WO PCT/CN2019/080109 patent/WO2019228041A1/zh active Application Filing
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201722699U (zh) * | 2010-07-17 | 2011-01-26 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 化学浆液堵水施工用注射枪装置 |
CN102704933A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-10-03 | 中国矿业大学 | 采动覆岩分区隔离注浆充填采煤方法 |
CN102877858A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-16 | 安徽理工大学 | 用于采煤工作面破碎顶板的加固方法 |
CN103758538A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-04-30 | 山东科技大学 | 一种破碎顶板冒落区注浆充填相似模拟方法 |
CN104179511A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-03 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 地面预注浆加固巷道穿过断层破碎带处围岩的新型布孔注浆方法 |
CN104533452A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下破碎煤体分段式注浆加固方法 |
CN104775816A (zh) * | 2015-02-27 | 2015-07-15 | 中国矿业大学 | 切眼侧局部压煤覆岩隔离注浆充填不迁村开采方法 |
CN104929666A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-23 | 中国矿业大学 | 一种软弱顶板断顶沿空留巷方法 |
CN107013182A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-04 | 枣庄矿业(集团)付村煤业有限公司 | 特高压长臂煤体注水孔封孔设备及其使用方法 |
CN107740677A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-02-27 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种横穿工作面的碎软煤层顺层定向长钻孔瓦斯抽采方法 |
CN107816352A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-03-20 | 安徽理工大学 | 一种水力切割硬厚顶板卸压防冲的方法 |
Non-Patent Citations (14)
Title |
---|
任俊杰;张小磊;王永顺;: "复杂条件下掘进顶板控制技术", 煤矿现代化, no. 06 * |
倪建明: "淮北矿区巨厚火成岩下隔离注浆充填减灾机理研究", 煤炭科学技术, vol. 45, no. 08 * |
冯来荣;梁志俊;: "注浆加固技术在综采面过空巷中的应用", 煤矿开采, no. 01 * |
刘俊波;: "马丽散在加固综放工作面破碎顶板中的应用", 江西煤炭科技, no. 2011, pages 117 - 118 * |
刘泉声;卢超波;卢海峰;刘学伟;: "断层破碎带深部区域地表预注浆加固应用与分析", 岩石力学与工程学报, no. 2, pages 3688 - 3695 * |
吕英华;王伟;陈明浩;陈纪兵;: "近距离煤层群超大采空区注浆防灭火技术及其应用", 煤矿安全, no. 1 * |
彭可平;董智慧;李学彬;王亮;: "顶板破碎巷道围岩注浆加固研究", 中国资源综合利用, no. 11 * |
查文华;黄嵘;华心祝;: "许疃矿7_2煤工作面破碎顶板超前预注浆加固控制技术研究", 煤炭工程, no. 09 * |
程晋国: "停采线侧村庄压煤采动覆岩隔离注浆充填钻孔布置的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ι辑, no. 2016 * |
苏清政;杨榆生;潘越;韩卫青;侯玮;: "整合煤矿采空区内掘进巷道注浆加固技术", 煤炭科学技术, no. 07 * |
郎志俊;牛建鹏;: "极破碎厚煤层综放工作面注浆工艺优化", 河北煤炭, no. 06 * |
韩春;徐宁辉;张贵银;王玉成;牟文强;: "破碎顶板岩层超前注浆加固技术研究与应用", 煤炭技术, no. 05 * |
马军杰;冯敬伟;: "马丽散N超前加固巷道顶板高冒区技术在新河煤矿的应用", 山东煤炭科技, no. 01 * |
马艳云: "破碎顶板预注浆加固相关技术", 陕西煤炭, vol. 36, no. 06, pages 109 - 111 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019228041A1 (zh) * | 2018-09-01 | 2019-12-05 | 安徽理工大学 | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 |
CN110985058A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 安徽理工大学 | 一种采煤工作面断层破碎带注浆加固方法 |
CN111810196A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 中勘资源勘探科技股份有限公司 | 一种地面注浆加固破碎顶板的方法 |
CN111810196B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-02-11 | 中勘资源勘探科技股份有限公司 | 一种地面注浆加固破碎顶板的方法 |
CN112459744A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 安徽铜冠(庐江)矿业有限公司 | 一种地质探矿钻孔的封孔系统及封孔方法 |
CN112727395A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 北京大地高科地质勘查有限公司 | 煤层顶板上方承压水层测试及注浆加固系统 |
CN112727395B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-03-24 | 北京大地高科地质勘查有限公司 | 煤层顶板上方承压水层测试及注浆加固系统 |
CN113482664A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-08 | 华能铜川照金煤电有限公司西川煤矿分公司 | 压力集中区围岩注浆加固方法 |
CN114412512A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 渭南陕煤启辰科技有限公司 | 一种远距离快速精准注浆施工装置及使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019228041A1 (zh) | 2019-12-05 |
LU101599B1 (en) | 2020-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108979590A (zh) | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置 | |
RU2600120C2 (ru) | Устройство инжектирования смолы для бурильного устройства для установки анкерных болтов в грунт | |
CN104747075B (zh) | 松软煤层喷浆防塌钻进方法 | |
CN112240191B (zh) | 一种页岩气压裂加砂方法 | |
CN105890998A (zh) | 具有裂缝的岩石压裂模拟试样和制备方法、该模拟试验装置和方法 | |
CN101457640A (zh) | 磨料射流井下射孔、割缝分层压裂的方法及装置 | |
KR101421173B1 (ko) | 경질지반 개량용 천공교반기 | |
RU2340769C1 (ru) | Способ освоения, исследования скважин и интенсификации нефтегазовых притоков тяжелых высоковязких нефтей и устройство для его осуществления | |
CN102561331A (zh) | 一种旋喷桩施工钻机及利用该钻机施工的方法 | |
CN103643994A (zh) | 一种煤矿井下防治突水溃砂的方法 | |
CN103306719B (zh) | 煤矿井下钻孔充填加固装置及方法 | |
CN208918508U (zh) | 一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的注浆装置 | |
CN110593841A (zh) | 一种转向压裂用水溶性暂堵剂的在线加注装置和暂堵方法 | |
CN110939404A (zh) | 煤矿巷道破碎围岩顶板水力切缝卸压装置及卸压方法 | |
CN103912003A (zh) | 一种简便快捷封堵地层动水及孔隙的方法 | |
CN106321046A (zh) | 一种低透气性煤层井下水砂压裂瓦斯抽采方法 | |
CN107217987A (zh) | 煤矿水患治理井钻井方法 | |
CN107859028B (zh) | 一种双孔双液注浆方法 | |
CN111620657A (zh) | 矿井工作面底抽巷软岩破碎顶板注浆材料及其施工工艺 | |
CN207701142U (zh) | 一种用于封堵钻孔涌水的双液注浆封堵装置 | |
CN108756883A (zh) | 一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法及系统 | |
CN112796727A (zh) | 一种针对陆相页岩储层的复合体积压裂系统及方法 | |
CN109372488B (zh) | 煤矿水力压裂用摆动式连续加注支撑剂装置及加注方法 | |
CN111140252A (zh) | 一种循环式分层注浆装置 | |
CN116291482A (zh) | 一种在地表对深埋长隧道进行超前注浆加固的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |