CN111396073A - 过断层超前支护方法 - Google Patents

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胡文雄
宋辉
孙报才
陈明
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Abstract

一种过断层超前支护方法，包括：在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥浆液凝固后即可。本发明通过向套管内注入水泥浆液，水泥浆液会随着花管的孔进入断层破碎带，将断层破碎带中的水排出，同时将断层破碎带顶部中的矸石、碎屑等通过水泥粘接在一起，此时工作面继续开挖到断层破碎带后，断层破碎带已经将水排出，将矸石、碎屑粘接到一起，不会有水、矸石或者碎屑落下，保证工作人员的安全。

Description

过断层超前支护方法
技术领域
本发明涉及一种支护方法，尤其是涉及一种过断层超前支护方法。
背景技术
巷道是在地表与矿体之间钻凿出的各种通路，用来运矿、通风、排水、行人以及为冶金设备采出矿石新开凿的各种必要准备工程等。这些通路，统称为巷道。
目前，巷道在掘进过程中会遇到断层，如图1所示，在遇到断层时巷道挖掘会有倒塌的风险，为了避免巷道倒塌的风险，会在工作面未挖掘到断层处时提前进行支护，支护时采用锚杆预先打入断层位置，在断层位置，位于巷道面以上的部分打入多个锚杆，形成支护。
采用以上方式进行断层支护时，由于锚杆之间有一定距离，而断层处存在水矸石等，在巷道掘进到断层位置时，断层处的水与矸石会有从锚杆上方落下砸伤工作人员的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种保护工作人员安全的过断层超前支护方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种过断层超前支护方法，包括：
在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；
在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；
在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥浆液凝固后即可。
本发明所述的过断层超前支护方法，其中，在工作面施工取芯钻孔，包括：
在目标工作面钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带；
通过取芯作业确定断层破碎带的宽度、岩层破碎程度及涌水情况。
本发明所述的过断层超前支护方法，其中，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段，包括：
所述钻孔穿过断层破碎带进入完整岩石段，进入岩石完整段长度为1-3m。
本发明所述的过断层超前支护方法，其中，在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管，包括：
根据所述所述断层破碎带宽度及所述钻孔长度确定套管中花管段长度及位于所述套管上的位置；
将所述套管插入所述钻孔内，所述花管部分位于所述断层破碎带位置，与所述断层破碎带相配合。
本发明所述的过断层超前支护方法，其中，在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，包括：
根据断层破碎带的宽度、岩层破碎度及涌水情况确定水泥浆液需要的压力；
将所述压力作为预设压力控制注浆机压力，使所述水泥浆液达到预设压力。
本发明所述的过断层超前支护方法，其中，在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段，包括：
在目标工作面上部钻设多个钻孔，所述钻孔斜向上设置，且靠近巷道一端为较低一端，位于所述断层破碎带内的钻孔高于巷道顶部，且排列与巷道截面配合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明使用时，在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥凝固后即可，水泥浆液凝固后挖掘断层破碎带即可，通过向套管内注入水泥浆液，水泥浆液会随着花管的孔进入断层破碎带，将断层破碎带中的水排出，同时将断层破碎带顶部中的矸石、碎屑等通过水泥粘接在一起，此时工作面继续开挖到断层破碎带后，断层破碎带已经将水排出，将矸石、碎屑粘接到一起，不会有水、矸石或者碎屑落下，保证工作人员的安全。
附图说明
图1为本发明的巷道挖掘结构示意图；
图2为本发明提供的方法实施例示意图；
图3为本发明实施例实施时俯视图；
图4为本发明实施例实施时侧视图；
图5为本发明实施例实施时前视图；
图6为本发明实施例实施时后视图；
图7为本发明实施例花管部分视图；
具体实施方式
请参阅图1-7所示，本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“上”、“下”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，目前，巷道在掘进过程中会遇到断层，在遇到断层时巷道挖掘会有倒塌的风险，为了避免巷道倒塌的风险，会在工作面未挖掘到断层处时提前进行支护，支护时采用锚杆预先打入断层位置，在断层位置，位于巷道面以上的部分打入多个锚杆，形成支护。
采用以上方式进行断层支护时，由于锚杆之间有一定距离，而断层处存在水矸石等，在巷道掘进到断层位置时，断层处的水与矸石会有从锚杆上方落下砸伤工作人员的风险。
基于此，本实施例提供一种过断层超前支护方法，包括：
S201在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；
S202在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；
S203在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥浆液凝固后即可。
本发明使用时，在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥凝固后即可，水泥浆液凝固后挖掘断层破碎带即可，通过向套管内注入水泥浆液，水泥浆液会随着花管的孔进入断层破碎带，将断层破碎带中的水排出，同时将断层破碎带顶部中的矸石、碎屑等通过水泥粘接在一起，此时工作面继续开挖到断层破碎带后，断层破碎带已经将水排出，将矸石、碎屑粘接到一起，不会有水、矸石或者碎屑落下，保证工作人员的安全。
本实施例提供另一种过断层超前支护方法，所述方法包括：
S301在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；
钻孔穿过断层破碎带，以使套管穿过断层破碎带，对破碎带以内的岩石段同时进行支撑，避免套管仅仅传入断层破碎带而使挖掘过程中未被支撑的断层破碎带漏水或者落下矸石，造成工作人员受伤。
目标工作面施工取芯钻孔，具体的，包括：
在目标工作面钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带；
通过取芯作业确定断层破碎带的宽度、岩层破碎程度及涌水情况。
取芯作业是指钻孔过程中，钻头上开设一定的孔，在钻孔过程中，钻头上的孔会获取钻孔中的样本，通过样本确定钻孔各个位置的宽度，岩层破碎程度及涌水情况，也可以探知瓦斯情况，此为现有技术。
所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段，包括：
所述钻孔穿过断层破碎带进入完整岩石段，进入岩石完整段长度为1-3m。
钻孔进入岩石完整断长度1-3m可以对岩石段进行支撑，同时对断层破碎带进行支撑。
在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段，包括：
在目标工作面上部钻设多个钻孔，所述钻孔斜向上设置，且靠近巷道一端为较低一端，位于所述断层破碎带内的钻孔高于巷道顶部，且排列与巷道截面配合。
在工作面钻设多个钻孔，多个钻孔可以插入多个套管，实现对巷道进行更好的支撑，多个套管排列与巷道截面配合，可以对要挖掘的巷道进行直径，位于所述断层破碎带内的钻孔高于巷道顶部，可以在挖掘到断层破碎带时，套管形成对断层破碎带的超前支护。
S302在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；
花管是指钢管壁上钻有间距不等的小孔，如图7所示，小孔贯穿钢管侧壁，水泥浆液可以通过花管上的小孔进入断层破碎带。
具体的，包括：
根据所述所述断层破碎带宽度及所述钻孔长度确定套管中花管段长度及位于所述套管上的位置；
将所述套管插入所述钻孔内，所述花管部分位于所述断层破碎带位置，与所述断层破碎带相配合。
通过钻孔的长度与断层破碎带的宽度确定套管中花管段长度及位于所述套管上的位置，通过钻孔的长度可以确定套管伸入钻孔内的长度，通过伸入钻孔内的长度可以知道断层破碎带位于套管的位置，依此确定花管的位置，同时花管的宽度与断层破碎带配合，使其能覆盖断层破碎带，可以根据需要与断层破碎带宽度相同，大于断层破碎带宽度或者小于断层破碎带宽度，以使水泥浆液可以将断层破碎带完全渗透。
S303在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥浆液凝固后即可。
水泥浆液注入套管，并且由花管位置流入断层破碎带，水泥浆液凝固后将断层破碎带中的水排出，水泥断层破碎带粘接。
具体的，包括：
根据断层破碎带的宽度、岩层破碎度及涌水情况确定水泥浆液需要的压力；
将所述压力作为预设压力控制注浆机压力，使所述水泥浆液达到预设压力。
通过断层破碎带的宽度、岩层破碎度及涌水情况确定水泥浆液的压力，根据所述压力确定水泥浆液的预设压力，通过在注浆机预设压力，使水泥浆液在断层破碎带中将断层破碎带填充完毕，将其中的水排出，同时粘接断层破碎带中的矸石与碎屑。
注浆压力预设时，根据破碎带的宽度、岩层破碎度及涌水情况确定需要的扩散半径，此为现有技术，根据扩散半径可以确定注浆机的压力，此为现有技术，不作详细说明。
以上所述的实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种过断层超前支护方法，其特征在于，包括：
在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段；
在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管；
在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，水泥浆液凝固后即可。
2.根据权利要求1所述的过断层超前支护方法，其特征在于，在工作面施工取芯钻孔，包括：
在目标工作面钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带；
通过取芯作业确定断层破碎带的宽度、岩层破碎程度及涌水情况。
3.根据权利要求2所述的过断层超前支护方法，其特征在于，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段，包括：
所述钻孔穿过断层破碎带进入完整岩石段，进入岩石完整段长度为1-3m。
4.根据权利要求3所述的过断层超前支护方法，其特征在于，在钻孔内下置护壁套管，所述套管位于所述断层破碎带部分为花管，包括：
根据所述所述断层破碎带宽度及所述钻孔长度确定套管中花管段长度及位于所述套管上的位置；
将所述套管插入所述钻孔内，所述花管部分位于所述断层破碎带位置，与所述断层破碎带相配合。
5.根据权利要求4所述的过断层超前支护方法，其特征在于，在所述套管内注入水泥浆液，所述水泥浆液达到预设压力，包括：
根据断层破碎带的宽度、岩层破碎度及涌水情况确定水泥浆液需要的压力；
将所述压力作为预设压力控制注浆机压力，使所述水泥浆液达到预设压力。
6.根据权利要求5所述的过断层超前支护方法，其特征在于，在目标工作面施工取芯钻孔，所述钻孔穿过断层破碎带并进入完整岩石段，包括：
在目标工作面上部钻设多个钻孔，所述钻孔斜向上设置，且靠近巷道一端为较低一端，位于所述断层破碎带内的钻孔高于巷道顶部，且排列与巷道截面配合。
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