CN114294018B - 一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，包括：S1、探明掘巷前方松散滑移区构造范围及形态；S2、确定首轮超前密集护顶层施工位置；S3、向掘巷顶板施工超前密集护顶钻孔，并安装工字钢；S4、施工注浆钻孔，并注浆；S5、掘进至下一循环的护顶位置；S6、重复上述护顶及注浆步骤，直至掘巷工作面完全通过松散滑移区。本发明实现了松散滑移区域巷道的超前护顶支护，解决了掘进工作面预掘巷道顶板预注浆时，浆液渗流至工作面掘进范围内的问题，实现了将超前注浆浆液控制在密集护顶层以上，达到了掘巷快速通过松散滑移区域的目的。

Description

一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法
技术领域
本发明涉及隧道、煤矿构造区域施工技术领域，具体涉及一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法。
背景技术
煤矿开采一般分为井下开采和露天开采。当煤层埋藏于地表以下，一般选择井下开掘巷道而对煤层进行采掘。井下煤矿开采过程中在掘进巷道时，必然会遇到断层、褶皱、松散岩层等特殊的地质构造破碎带，若治理不到位，过此类特殊的地质构造破碎带时掘进巷道容易发生冒顶、片帮、甚至导致掘进期间引发安全事故。
当遇到松散易滑移岩层这类特殊地质构造破碎带时，传统的处理工艺包括被动处理的方式有降低采高、铺金属支护网、安设临时支护、人工超前使棚等措施，但此类措施在处理过程中煤矿工人劳动强度大，施工工艺复杂，有时候还不能达到预期标准。还有其他处理方式是在工作面内向顶板浅孔注浆，提前将掘巷过程中的松散岩层做凝固处理，此种处理方式效果不错但是在处理过程中会出现注浆液体渗流、漏液至掘巷工作面，导致注浆加固效果不佳。
发明内容
为了解决隧道、煤矿构造区域施工期间遇到松散易滑移岩层采用传统超前注浆法时，出现的注浆浆液渗透至预掘区域，且未对预掘区域进行超前支护的问题，本发明提供一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法。为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，包括如下步骤：
S1：利用地质勘探、井下坑透、钻探方法，结合井下工程实际资料分析确定掘巷工作面松散滑移区构造范围及形态；
S2：沿着掘巷方向，从松散滑移区边界与掘巷工作面交界处起始，往掘巷相反方向退后8m，确定首轮超前密集护顶层施工位置；
S3：开始对掘巷超前密集护顶层进行施工，沿巷道掘进方向，向掘巷顶板施工若干护顶钻孔，孔径96mm，孔深10m，仰角15°；并在护顶钻孔内安装工字钢，工字钢安装完成后在护顶钻孔孔口处对工字钢进行固定；
S4：从护顶位置起始，向掘巷相反方向退后1m处开始对预掘巷道顶板进行超前注浆，沿巷道掘进方向，向掘巷顶板施工若干注浆钻孔，孔径为74mm，孔深11m，仰角30°；并在注浆钻孔内注浆，注浆完成后即对注浆钻孔进行封孔；
S5：待注浆钻孔中的浆液凝固，沿着掘巷方向对巷道进行掘进，掘进6.5m时停止掘进，掘巷工作面与顶板交界处为新的超前密集护顶层施工位置；
S6：重复步骤S3-S5，直至掘巷工作面完全通过松散滑移区域。
优选地，工字钢长度为10m，安装时工字钢长度方向与护顶钻孔轴向平行。
优选地，通过在孔口位置注入混凝土对工字钢固定。
优选地，超前密集护顶层钻孔从巷道中心线开始往巷道两帮密集布置，孔距为200mm。
优选地，超前注浆钻孔从巷道中心线开始往巷道两帮布置，孔距为800mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，利用高强度工字钢，构筑了多循环超前密集护顶层结构，配合对掘进工作面预掘巷道顶板预注浆，既实现了对预掘区域上覆顶板进行超前支护，抑制了掘进时上覆顶板内松散岩石的滑移，提高了松散滑移区的岩体力学性能，增加了掘巷上覆顶板及松散滑移区的稳定性与承载能力，又解决了超前注浆时部分浆液渗流至工作面掘进范围内的问题，实现了将超前注浆浆液控制在超前密集护顶层以上，达到了掘进工作面快速通过松散滑移区域的目的。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为掘巷工作面松散滑移区构造状态示意图；
图2为步骤S2确定护顶位置示意图；
图3为护顶钻孔布置示意图；
图4为注浆钻孔布置示意图；
图5为掘进距离为6.5m后护顶、注浆钻孔布置示意图；
图6为掘巷工作面通过松散滑移区后护顶、注浆钻孔布置示意图；
图7为工字钢安装方式示意图；
图8为矩形巷道护顶钻孔布置示意图；
图9为拱形巷道护顶钻孔布置示意图；
图10为矩形巷道注浆钻孔布置示意图；
图11为拱形巷道注浆钻孔布置示意图。
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做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。
一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，包括如下步骤：
S1：利用地质勘探、井下坑透、钻探方法，结合井下工程实际资料分析确定掘巷工作面松散滑移区构造范围及形态，掘巷工作面松散滑移区构造状态如图1所示；
S2：沿着掘巷方向，从松散滑移区边界与掘巷工作面交界处起始，往掘巷相反方向退后8m，确定首轮超前密集护顶层施工位置(图3的B处)；
S3：开始对掘巷超前密集护顶层进行施工，沿巷道掘进方向，向掘巷顶板施工若干护顶钻孔，孔径96mm，孔深10m，仰角15°，护顶钻孔布置如图3所示；超前密集护顶层钻孔从巷道中心线开始往巷道两帮密集布置，孔距为200mm。。矩形、拱形巷道护顶钻孔布置分别如图8、9所示。在护顶钻孔内安装工字钢，工字钢长度为10m，安装时工字钢长度方向与护顶钻孔轴向平行，工字钢安装方式如图7所示，工字钢安装完成后在护顶钻孔孔口处注入混凝土材料对工字钢进行固定；
S4：从护顶位置起始，向掘巷相反方向退后1m处开始对预掘巷道顶板进行超前注浆，沿巷道掘进方向，向掘巷顶板施工若干注浆钻孔，孔径为74mm，孔深11m，仰角30°，注浆钻孔布置如图4所示；超前注浆钻孔从巷道中心线开始往巷道两帮布置，孔距为800mm。矩形、拱形巷道注浆钻孔布置分别如图10、11所示。并在注浆钻孔内注浆，注浆选用具有超细、速凝、流动性强、黏结度大、强度适中的注浆材料。注浆完成后即对注浆钻孔进行封孔；
S5：待注浆钻孔中的浆液凝固，沿着掘巷方向对巷道进行掘进，掘进距离为6.5m时停止掘进，掘巷工作面与顶板交界处为新的超前密集护顶层施工位置(图5的C处)；
S6：重复步骤S3-S5，直至掘巷工作面完全通过松散滑移区域。掘进距离为6.5m后护顶、注浆钻孔布置如图5所示，掘巷工作面通过松散滑移区后护顶、注浆钻孔布置如图6所示。
本发明就无护顶注浆快速通过松散滑移区而改进为一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，设计使用工字钢对松散滑移区进行密集护顶。其中护顶的方式为在对松散滑移区进行注浆加固之前，在松散滑移区超前施工护顶钻孔，钻孔密集布置，在钻孔内安装轻型工字钢，布置密集钻孔后，安装的工字钢对松散滑移区受采动影响后的滑移具有支撑作用，提高了松散滑移区的岩体力学性能，增加了掘巷上覆顶板及松散滑移区的稳定性与承载能力。并且配合注浆工艺，对松散滑移区进行注浆加固之后，注浆液扩散至护顶区，工字钢的密集布置也有效的将注浆液渗透等阻断，渗透区域减小对注浆液的局部注浆效果也有提升，并且本工艺是循环作业，有效确保护顶效果，从而达到掘巷的安全快速通过松散滑移区，具有工艺简单、安全、护顶及注浆加固效果明显等特点。

Claims (5)

1.一种松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用地质勘探、井下坑透、钻探方法，结合井下工程实际资料分析确定掘巷工作面松散滑移区构造范围及形态；
S2：沿着掘巷方向，从松散滑移区边界与掘巷工作面交界处起始，往掘巷相反方向退后8m，确定首轮超前密集护顶层施工位置；
S3：开始对掘巷超前密集护顶层进行施工，沿巷道掘进方向，向掘巷顶板施工若干护顶钻孔，孔径96mm，孔深10m，仰角15°；并在护顶钻孔内安装工字钢，工字钢安装完成后在护顶钻孔孔口处对工字钢进行固定；
S4：从护顶位置起始，向掘巷相反方向退后1m处开始对预掘巷道顶板进行超前注浆，沿巷道掘进方向，向掘巷顶板施工若干注浆钻孔，孔径为74mm，孔深11m，仰角30°；并在注浆钻孔内注浆，注浆完成后即对注浆钻孔进行封孔；
S5：待注浆钻孔中的浆液凝固，沿着掘巷方向对巷道进行掘进，掘进6.5m时停止掘进，掘巷工作面与顶板交界处为新的超前密集护顶层施工位置；
S6：重复步骤S3-S5，直至掘巷工作面完全通过松散滑移区域。
2.根据权利要求1所述的松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，其特征在于，工字钢长度为10m，安装时工字钢长度方向与护顶钻孔轴向平行。
3.根据权利要求1所述的松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，其特征在于，通过在孔口位置注入混凝土对工字钢固定。
4.根据权利要求1所述的松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，其特征在于，超前密集护顶层钻孔从巷道中心线开始往巷道两帮密集布置，孔距为200mm。
5.根据权利要求1所述的松散滑移区域超前密集护顶层注浆快速通过的方法，其特征在于，超前注浆钻孔从巷道中心线开始往巷道两帮布置，孔距为800mm。
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