石门揭煤段煤体减尘加固结构的制作方法

文档序号:10848710阅读:245来源:国知局
石门揭煤段煤体减尘加固结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于煤矿生产施工技术领域,具体涉及一种石门揭煤段煤体减尘加固结构,包括煤体表面设置的加固层和贯穿至煤体内部的多条注水孔;所述加固层采用水泥喷浆方式筑成;所述各注水孔自煤体表面向煤体内部呈放射形分布;在注水阶段,所述注水孔内设有膨胀注水器;注水结束后,所述注水孔由混凝土填充,且混凝土内预埋有钢丝绳。本实用新型的注水孔采用放射状布置,在注水阶段,由于封孔深度深,可以施加更大的注水压力,能够使水充分扩散湿润煤体,达到减尘效果,在加固阶段,各注水孔内的水泥柱能够对煤体形成一定的包裹,大大提高了加固效果。
【专利说明】
石门揭煤段煤体减尘加固结构
技术领域
[0001]本实用新型属于煤矿生产施工技术领域,具体涉及一种石门揭煤段煤体减尘加固结构。
【背景技术】
[0002]随着矿井开采向深部延伸,石门揭煤一直是煤矿安全管理重点,大断面石门揭煤、过煤段顶板及自由面容易发生片帮、漏顶引起瓦斯超限,甚至会引起煤与瓦斯突出或瓦斯爆炸等重大事故。石门揭煤前,采用打钻抽采对揭煤段煤体进行区域消突措施,钻孔抽采后煤体松散且干燥,煤体间内摩擦角和内聚力减小易发生剪切破坏,导致揭煤期间,粉尘大且易抽漏。传统上,对煤体进行浅孔低压注水,因煤体本身渗透性差,造成注水效果有限。传统上,采用打锚杆、挂网、喷浆对自由面进行加固,炮后外露锚杆影响施工,锯断又影响下一步工序,传统方法不仅浪费成本,工序繁琐,且煤体自身没有得到加固,炮后,自由面加固间隙易片帮。目前国内外尚无效果很好的主动对煤体减尘加固施工工艺。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的所要解决的技术问题在于如何提高煤体注水效果,同时提高煤体加固结构的可靠性。
[0004]本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种石门揭煤段煤体减尘加固结构,包括煤体表面设置的加固层和贯穿至煤体内部的多条注水孔;所述加固层采用水泥筑成;所述各注水孔自煤体表面向煤体内部呈放射形分布;在注水阶段,所述注水孔内设有膨胀注水器;注水结束后,所述注水孔由混凝土填充,且混凝土内预埋有钢丝绳;
[0005]所述加固层内部预埋有防裂网;
[0006]最上方的注水孔的内端延伸至与巷顶平齐位置处;
[0007]左右两侧注水孔的内端分别延伸至与左右巷帮平齐的位置处;
[0008]所述注水孔共设有五条,各注水孔的孔口均位于煤体表面的中间区域,其中四条注水孔的孔口呈矩形分布,另一条注水孔的孔口位于矩形中心。
[0009]本实用新型的优点在于:本实用新型的注水孔采用放射状布置,在注水阶段,由于封孔深度深,可以施加更大的注水压力,能够使水充分扩散湿润煤体,达到减尘效果,在加固阶段,各注水孔内的水泥柱能够对煤体形成一定的包裹,有效的增加了煤体的内摩擦角和内聚力,使煤体形成整体,防止片帮或漏顶,有效解决了煤体粉尘大、易漏、自由面管理难的问题。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的主视图;
[0011]图2是本实用新型的侧视图;
[0012]图3是本实用新型的俯视图;
[0013]图4是本实用新型的自由面注水结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
[0015]在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0016]如图1-4所示,图中空心尖头所示方向为巷道20的施工方向,一种石门揭煤段煤体减尘加固结构,包括煤体30表面设置的加固层10和贯穿至煤体30内部的多条注水孔11;所述加固层10采用水泥喷浆方式筑成;所述各注水孔11自煤体30表面向煤体30内部呈放射形分布;在注水阶段,所述注水孔11内设有膨胀注水器111;注水结束后,所述注水孔11由混凝土 12填充,且混凝土 12内预埋有钢丝绳121。本实用新型的注水孔11采用放射状布置,在注水阶段,能够使水充分扩散,在加固阶段,各注水孔I内的水泥柱12能够对煤体20形成一定的包裹,有效的增加了煤体30的内摩擦角和内聚力,使煤体30形成整体,防止片帮或漏顶,有效解决了煤体30粉尘大、易漏、自由面管理难的问题。
[0017]优选的,所述加固层内部预埋有防裂网101,进一步提高加固层10的结构强度。
[0018]优选的,最上方的注水孔11的内端延伸至与巷顶21平齐位置处;左右两侧注水孔11的内端分别延伸至与左、右巷帮22a、22b平齐的位置处,保证水流充分扩散,提高防尘效果O
[0019]优选的,所述注水孔11共设有五条,各注水孔11的孔口均位于煤体30表面的中间区域,其中四条注水孔11的孔口呈矩形分布,另一条注水孔11的孔口位于矩形中心。
[0020]本实用新型的具体施工过程如下:
[0021]步骤1:煤体30揭露后,采用挂网喷浆的方式对自由面进行加固,在煤体中按放射状布置注水孔11,采用钻头为0 42mm两翼型钻头,钻孔深度、角度等参数根据巷道20断面而定,确保注水孔11终点到巷帮22a、22b和巷顶21。
[0022]步骤2:注水孔11施工结束后,将膨胀注水器111接好注浆管路送入注水孔11底,采用注浆栗进行注水,注水压力达到3?4MP,稳压后可将膨胀注水器111向外退2m继续注水,注水压力达到2?3MP,稳压后再将膨胀注水器111向外退至孔口,继续注水,注水压力不超过IMP,防止煤体30自由面片帮。
[0023]步骤3:待注水孔11注水结束后,将废旧细钢丝绳121塞入注水孔11,再用600mm套管122封堵,注水泥浆和水玻璃混合而成的双液浆。水泥浆的水灰比1:1,水泥浆与水玻璃(波美度39)的比例为7:1,双液浆的初凝时间控制在30s,终凝时间不超过4h,现场可根据实际情况调整配比,初凝控制30s,保证停注后浆液不外流,终凝控制在4h以内,保证爆破后,钢丝绳水泥粧起到加固作用。
[0024]每茬爆破后,外露出来的水泥粧的水泥在爆破震动下自动剥离,柔性细钢丝绳121可以盘起或自然垂下,不影响迎头其他工序。
[0025]揭煤期间,以上步骤I至3步,每2炮循环一次,起到减尘和加固煤体的作用。
[0026]所述的膨胀注水器111,在水压力作用下体积膨胀,外壁与孔壁产生挤压,达到封孔效果,由于封孔长度长,且深入孔底确保煤体能承受较大的注水压力。其优点是可以重复使用,灵活性强,加快了注水进度,节省了封口材料。
[0027]所述的注水孔11参数,根据巷道20断面可适当进行调整,确保注水效果和放射形钢丝绳水泥粧的夹制作用。
[0028]所述双液浆,由水泥浆和玻璃水通过混合器融合而成,单液浆和水玻璃的配比决定初凝时间,注浆前,现场调配比例,确保初凝时间最优。
[0029]以上所述仅为本实用新型创造的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型创造,凡在本实用新型创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种石门揭煤段煤体减尘加固结构,其特征在于:包括煤体表面设置的加固层和贯穿至煤体内部的多条注水孔;所述加固层采用水泥筑成;所述各注水孔自煤体表面向煤体内部呈放射形分布;在注水阶段,所述注水孔内设有膨胀注水器;注水结束后,所述注水孔由混凝土填充,且混凝土内预埋有钢丝绳。2.根据权利要求1所述的石门揭煤段煤体减尘加固结构,其特征在于:所述加固层内部预埋有防裂网。3.根据权利要求1所述的石门揭煤段煤体减尘加固结构,其特征在于:最上方的注水孔的内端延伸至与巷顶平齐位置处。4.根据权利要求1所述的石门揭煤段煤体减尘加固结构,其特征在于:左右两侧注水孔的内端分别延伸至与左右巷帮平齐的位置处。5.根据权利要求1所述的石门揭煤段煤体减尘加固结构,其特征在于:所述注水孔共设有五条,各注水孔的孔口均位于煤体表面的中间区域,其中四条注水孔的孔口呈矩形分布,另一条注水孔的孔口位于矩形中心。
【文档编号】E21F5/02GK205532693SQ201620352836
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】李万峰, 何礼品, 孟献录, 王传兵, 乔保峰, 侯俊领
【申请人】淮南矿业(集团)有限责任公司
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