一种煤矿斜巷底臌的治理方法
【专利摘要】本发明提供了一种煤矿斜巷底臌的治理方法，包括以下步骤：(a)堵水：在靠近斜巷上端的上水平巷道底板岩层中钻若干个注浆孔；然后对所述注浆孔进行注浆，钻孔注浆分两次进行；(b)疏水：步骤(a)中堵水工序完成后进行疏水，疏水时间为24小时；(c)底部注浆：在所述斜巷的下端的下水平巷道的端部的底板中钻一排底部注浆孔并对所述底部注浆孔进行注浆，注浆顺序：先中间，后两边，注浆压力为2～3MPa，注浆时间：达到注浆压力后保持5～15分钟；(d)灌浆：在所述斜巷的上端设置若干个灌浆孔，步骤(c)中所述底部注浆实施24小时后即可对所述灌浆孔实施灌浆。本发明工艺简单，成本低且能有效地治理煤矿斜巷底臌。
【专利说明】一种煤矿斜巷底臌的治理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿斜巷底臌的治理方法。
【背景技术】
[0002]长期以来，底臌是煤矿软岩巷道的一大顽症，之所以称之为顽症，是因为人们一直对其束手无策，只有在其鼓起到一定程度之后，将其用风镐挖出，此举称为卧底。底臌一方面导致轨道扭曲变形、高低起伏，引起翻车事故，致使巷道停止运营；另一方面，底臌发生的同时，引发两帮内移，围岩整体承载结构承载能力大幅降低，围岩变形严重。卧底虽能够缓解一时之需，但卧底工程不仅工作量很大，而且工程难度也很大，往往工程进展缓慢，严重影响生产。
[0003]底臌的原因通常有二，其一是地压，地压越大，巷道围岩的集中应力值越大，巷道变形的外在动力越大。第二个原因是“水”，平巷底板向下一定范围内(通常500?4500mm范围内)含有大量的“游离水”，水的存在导致底板下部一定范围内的岩石常年浸泡于水中。发生底臌的巷道，其围岩通常是泥岩，泥岩的最大特性之一就是浸水软化性，大部分泥岩在长期浸水的状态下，其强度值最低可降低至其干燥状态下强度值的10%左右。这是一个可怕的数值，强度降低引发的直接后果是底板松动圈的继续扩大，松动圈的扩大使得受水浸泡的范围更大，一方面导致松动圈内围岩质点的蠕变加剧，另一方面也会因为松动圈对外围岩体的径向作用力减小而导致外围岩体的蠕变动力加强。底板松动圈的扩大及岩石质点蠕变能力的增强的直接后果就是导致底板岩石质点向巷道方向移动，形成底臌。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种煤矿斜巷底臌的治理方法。
[0005]本发明采用的的技术方案是:
[0006]一种煤矿斜巷底臌的治理方法，包括以下步骤:
[0007](a)堵水:首先在靠近斜巷上端的上水平巷道的底板岩层中钻若干个注浆孔，然后对所述注浆孔进行注浆，所述注浆孔包括注浆孔一和注浆孔二，钻孔注浆分两次进行:
[0008]首次钻孔注浆:在距斜巷的上端2m处的上水平巷道的底板岩层中钻若干个注浆孔一；然后采用注浆浆液对所述注浆孔一进行注浆，所述注浆孔一的注浆时间为达到注浆压力后保持5?10分钟，注浆压力为2?3MPa，注浆顺序:先中间，后两边；
[0009]第二次钻孔注浆:在距首次钻孔注浆断面1.5m处的所述上水平巷道的底板岩层中钻若干个注浆孔二 ；然后对所述注浆孔二进行注浆，注浆压力为2?3MPa，注浆时间为达到注浆压力后保持5?10分钟；
[0010](b)疏水:步骤(a)中堵水工序完成后进彳丁疏水，疏水时间为24h ；
[0011](c)底部注浆:在所述斜巷的下端的下水平巷道的端部的底板岩层中钻一排底部注浆孔并对所述底部注浆孔进行注浆，注浆顺序:先中间，后两边，注浆压力为2?3MPa，注浆时间:达到注浆压力后保持5?15分钟；
[0012](d)灌浆:在所述斜巷的上端的底板岩层中设置若干个灌浆孔，步骤(C)中所述底部注浆实施24小时后即可对所述灌浆孔实施灌浆。
[0013]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，步骤(a)中所述注浆孔的深度为4.5m?5m，所述注浆孔一设置为4?5个，所述注浆孔二设置为2?3个，所述注浆孔一和注浆孔二分别沿底板宽度等间距布置。
[0014]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，步骤(d)中所述灌浆分4次进行，即将所述灌浆孔的数量设为4个，分别为灌浆孔一、灌浆孔二、灌浆孔三和灌浆孔四，所述灌浆孔三和灌浆孔四分别靠近底板两侧布置，所述灌浆孔一、灌浆孔二位于灌浆孔三和灌浆孔四之间，首先对灌浆孔一进行灌浆，灌浆时间以斜巷下端的底板表面溢出浆液为准，6小时后对灌浆孔二进行灌浆，然后依次对灌浆孔三和灌浆孔四进行灌浆。
[0015]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，步骤(a)中所述注浆浆液用水泥浆，水灰比为0.7 ο
[0016]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，步骤(a)中所述第二次钻孔注浆与所述首次钻孔注浆时间间隔24小时。
[0017]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，步骤(C)中所述底部注浆孔数量设置为4个，所述底部注浆孔的孔深为4.5m?5m。
[0018]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，所述灌浆孔沿底板宽度等间距布置。
[0019]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，采用水泥浆浆液进行灌浆，浆液水灰比0.7O
[0020]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其中，所述灌浆孔的孔深为4.5?5m。
[0021]本发明有益效果:
[0022]本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其有益效果表现在两个方面:(1)斜巷上端堵水后，斜巷底板中的游离水将逐渐疏干，疏干水后的斜巷底板岩石的强度将大幅提升，同时原先流水所占据的空隙和裂隙将空余出来，为后续的浆液顺利进入和通过奠定基础，为注浆的顺利、高效的实施做好准备；(2)浆液灌注后，可以将斜巷底板岩层中的空隙、裂隙充填密实，可以防止再次积水，这样底板岩石脱离水的浸泡后，岩石强度得到大幅度的提高，另外可以将破碎或裂开的岩石重新胶结起来，从而更进一步提高底板岩体的整体承载能力，另外本发明工艺简单，成本低且能有效地治理煤矿斜巷底臌。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明煤矿斜巷底臌的治理方法的示意图。
[0024]图中1、注浆孔；11、注浆孔一 ；12、注浆孔二 ；2、灌浆孔；21、灌浆孔一 ；22、灌浆孔二 ；23、灌浆孔三；24、灌浆孔四；3、底部注浆孔；4、斜巷；5、上水平巷道；6、下水平巷道；7、底板松动圈；8、流水。
[0025]下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，一种煤矿斜巷底臌的治理方法，包括以下步骤:
[0027](a)堵水:首先在靠近斜巷4上端的上水平巷道5的底板岩层中钻注浆孔1，注浆孔I深度为4.5m?5m ;然后对注浆孔I进行注浆，注浆孔I包括注浆孔一 11和注浆孔二12，钻孔注浆分两次进行:
[0028]首次钻孔注浆:在距斜巷4的上端2m处的上水平巷道5的底板岩层中钻注浆孔一 11，注浆孔一 11设置为4?5个，沿底板宽度等间距布置；然后采用注浆浆液对注浆孔一 11进行注浆，注浆孔一 11的注浆时间为达到注浆压力后保持5?15分钟，注浆压力为2?3MPa，注浆顺序:先中间，后两边，依次注浆；
[0029]第二次钻孔注浆:在距首次钻孔注浆断面即距注浆孔一 11水平距离1.5m处的上水平巷道5的底板岩层中钻注浆孔二 12，注浆孔二 12设置为2?3个，沿底板宽度等间距布置；然后对注浆孔二 12进行注浆，注浆压力为2?3MPa，注浆时间:达到注浆压力后保持5?15分钟，注浆浆液用水泥浆，水灰比0.7 ;第二次钻孔注浆与首次钻孔注浆时间间隔24小时；
[0030](b)疏水:步骤(a)中堵水工序完成后进行疏水，疏水时间为24小时；
[0031](c)底部注浆:在斜巷4下端的下水平巷道6端部的底板岩层中沿底板宽度等间距钻一排底部注浆孔3并对底部注浆孔3进行注浆，底部注浆孔3数量设置为4个，底部注浆孔3的孔深为4.5m?5m，注浆顺序:先中间，后两边，注浆压力为3MPa，注浆时间:达到注楽压力后保持5?15分钟；
[0032](d)灌浆:在斜巷4上端的底板岩层中设置灌浆孔2，灌浆孔2数量为4个，分别为灌浆孔一 21、灌浆孔二 22、灌浆孔三23和灌浆孔四24，灌浆孔2沿底板宽度等间距布置，灌浆孔三23和灌浆孔四24分别靠近底板两侧布置，灌浆孔一 21、灌浆孔二 22位于灌浆孔三23和灌浆孔四24之间，步骤(c)中所述底部注浆实施24小时后即可对灌浆孔2实施灌浆，灌浆分4次进行，首先对灌浆孔一 21进行灌浆，采用水泥浆浆液进行灌浆，浆液水灰比0.7，灌浆时间以斜巷4下端的底板表面溢出浆液为准，6小时后对灌浆孔二 22进行灌浆，然后依次对灌浆孔三23和灌浆孔四24进行灌浆，灌浆孔一 21、灌浆孔二 22、灌浆孔三23和灌浆孔四24的孔深均为5m，相邻灌浆孔2的灌浆时间间隔，灌浆时间，灌浆浆液相同。
[0033]斜巷的底板松动圈7中的流水8来自于上水平巷道，该流水8对斜巷底板造成长期浸泡使得岩石强度降低。采用本发明所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，首先进行堵水，所谓堵水就是在与斜巷4相连的上水平巷道5中靠近斜巷4端部的地方实施钻孔注浆，为了保证注浆堵水的效果，注浆分两次进行，注浆后，上水平巷道5与该斜巷4的水利关系被切断，流水通道被堵实；由于水利源头被堵实，斜巷中不再存在水力补给，原先下部底板松动圈7中的水也会因为重力的作用快速的流向与其相连的下水平巷道6，经过一定时间，斜巷4中的水即会疏干，随着水的疏干，斜巷底板岩石的强度会很快的大幅提高，时间越久，底板的干燥度就越高，底板岩石的强度提升的也就越高；在斜巷4的下端的下水平巷道6的端部设置一排底部注浆孔3并进行注浆，目的在于防止上端灌浆时，浆液流向下水平巷道6后流走，影响灌浆质量；为了进一步提高底板岩石的强度，在疏水结束后继续实施灌浆。灌浆一方面可以充分地将斜巷底板岩层中的空隙、裂隙充填密实，防止再次积水，底板岩石脱离水的浸泡后，岩石强度会大幅提高；另一方面可以将破碎或裂开的岩石重新胶结起来，提高底板岩体的整体承载能力。
[0034]以上所述的实施例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作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。
【权利要求】
1.一种煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:包括以下步骤: (a)堵水:首先在靠近斜巷(4)上端的上水平巷道(5)的底板岩层中钻若干个注浆孔(I);然后对所述注浆孔(I)进行注浆，所述注浆孔(I)包括注浆孔一(11)和注浆孔二(12)，钻孔注浆分两次进行: 首次钻孔注浆:在距斜巷(4)的上端2m处的上水平巷道(5)的底板岩层中钻若干个注浆孔一(11);然后采用注浆浆液对所述注浆孔一(11)进行注浆，所述注浆孔一(11)的注浆时间为达到注浆压力后保持5?15分钟，注浆压力为2?3MPa，注浆顺序:先中间，后两边； 第二次钻孔注浆:在距首次钻孔注浆断面1.5m处的所述上水平巷道(5)的底板岩层中钻若干个注浆孔二(12);然后对所述注浆孔二(12)进行注浆，注浆压力为2?3MPa，注浆时间为达到注浆压力后保持5?10分钟； (b)疏水:步骤(a)中堵水工序完成后进行疏水，疏水时间为24h； (c)底部注浆:在所述斜巷(4)下端的下水平巷道(6)端部的底板岩层中钻一排底部注浆孔(3)，并对所述底部注浆孔(3)进行注浆，注浆顺序:先中间，后两边，注浆压力为2?3MPa，注浆时间为达到注浆压力后保持5?15分钟； (d)灌浆:在所述斜巷(4)上端的底板岩层中设置若干个灌浆孔(2)，步骤(c)中所述底部注浆实施24小时后即可对所述灌浆孔(2)实施灌浆。
2.根据权利要求1所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:步骤(a)中所述注浆孔(I)深度为4.5m?5m，所述注浆孔一(11)设置为4?5个，所述注浆孔二(12)设置为2?3个，所述注浆孔一(11)和注浆孔二(12)分别沿底板宽度等间距布置。
3.根据权利要求1所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:步骤(d)中所述灌浆分4次进行，即将灌浆孔(2)的数量设为4个，分别为灌浆孔一(21)、灌浆孔二(22)、灌浆孔三(23)和灌浆孔四(24)，所述灌浆孔三(23)和灌浆孔四(24)分别靠近底板两侧布置，所述灌浆孔一(21)、灌浆孔二(22)位于灌浆孔三(23)和灌浆孔四(24)之间，首先对灌浆孔一(21)进行灌浆，灌浆时间以斜巷(4)下端的底板表面溢出浆液为准，6小时后对灌浆孔二(22)进行灌浆，然后依次对灌浆孔三(23)和灌浆孔四(24)进行灌浆。
4.根据权利要求2所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:步骤(a)中所述注浆浆液用水泥浆，水灰比为0.7 ο
5.根据权利要求2所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:步骤(a)中所述第二次钻孔注浆与所述首次钻孔注浆时间间隔24小时。
6.根据权利要求1所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:步骤(c)中所述底部注浆孔(3)数量设置为4个，所述底部注浆孔(3)的孔深为4.5m?5m。
7.根据权利要求3所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:所述灌浆孔(2)沿底板宽度等间距布置。
8.根据权利要求3所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:采用水泥浆浆液进行灌浆，浆液水灰比0.7。
9.根据权利要求7或8所述的煤矿斜巷底臌的治理方法，其特征在于:所述灌浆孔(2)的孔深为5m。
【文档编号】E21D11/38GK104481556SQ201410690007
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】薛维培, 经纬, 经来旺 申请人:安徽理工大学