一种煤矿掘进工作面高冒区注浆处理方法与流程

本发明涉及煤矿高冒区治理技术领域，特别是涉及一种煤矿掘进工作面高冒区注浆处理方法，此外对巷道高冒区的治理也具有一定的适用性。

背景技术：

煤矿掘进工作面常因地质条件变化、支护措施不到位、管理不善等原因引发冒顶事故；冒顶高度少则几十厘米，多则数十米；对于小范围的冒顶事故，可通过喷射混凝土，加强支护等措施处理，然而对于大范围的冒顶事故，往往不能得到恰当的处理；通常采取的办法是在冒顶区（5）清理出作业通道，人员深入到冒顶区域顶部安装锚杆、锚索并架设木垛构顶；这种做法人员劳动量大、施工难度大、安全性差、清矸量大且存在冒顶区瓦斯积聚的隐患；申请号：201420201887.6提出了一种冒顶区充填系统，但该充填系统铺设假顶工艺复杂且存在清矸量大，充填量大的问题；基于此本发明人提出了一种掘进工作面高冒区注浆处理方法。

技术实现要素：

本发明基于现有技术中对煤矿掘进工作面冒顶事故得不到安全、快速、恰当处理的问题，提出了一种掘进工作面高冒区注浆处理方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种掘进工作面高冒区注浆处理方法，其步骤包括：

（1）构筑堵墙

a.清理冒顶区（5）边缘的落矸；

b.紧贴冒顶区边缘构筑一宽度大于20cm的堵墙（1），堵墙需覆盖整个巷道断面，用于防止后续注浆工序中漏浆；

（2）分区注浆

a.在冒顶区（5）下部施工底部钻孔（2），在钻孔钻进过程中可能会出现卡钻现象，可采取注浆与钻进结合的办法，即出现卡钻等异常现象时，应立即退钻并通过开孔套筒进行注浆，注浆材料选用低水灰比的速凝早强注浆材料（参考专利CN201310566695.5），以快速加固破碎区松散矸石，半小时后开钻套孔，再次出现钻进异常时，重复注浆、套孔工艺，直至孔深达设计深度；

b.钻孔施工完毕后，插入注浆管并进行封孔；

c.注入低水灰比(0.8~1.0:1)的新型速凝早强注浆材料（参考专利CN201310566695.5），待压力上升至1MPa左右时停止注浆；

d.重复a～c步骤，依次完成中部钻孔（3）、顶部钻孔（4）的打钻、注浆作业，在中部及顶部钻孔的注浆作业中，选用较高水灰比(2.5~3.0:1)的注浆材料；

（3）架棚清矸

在冒顶区（5）堵墙（1）外侧支设工字钢（7）棚，棚距不大于0.5m，棚顶需背设铁丝网（6），配合单体液压支柱临时支护，人员在工字钢（7）棚支护下逐步清除巷道断面内的冒落矸石，直至通过高冒区。

本发明的有益效果是：

1.工艺简单、安全性好，工人不需深入冒顶区作业；

2.清矸量减少，仅需对巷道空间的废矸进行清理，冒落区上部废矸作为填充材料填充冒落区；

3.消除了冒落空腔，排除了瓦斯积聚的风险；

4.对冒顶区矸石加固效果好，浆液扩散更加均匀；

5.材料消耗量少，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 高冒区堵墙与钻孔布置图；

图2 高冒区架棚清矸图；

其中，1.堵墙，2.底部钻孔，3.中部钻孔，4.顶部钻孔, 5.冒顶区，6.铁丝网，7. 工字钢。

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付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。

一种煤矿掘进工作面高冒区注浆处理方法，

1.构筑堵墙工艺按如下步骤操作进行：

a.清理冒顶区（5）边缘的落矸；

b.紧贴冒顶区边缘构筑一宽度大于20cm的堵墙（1），堵墙需覆盖整个巷道断面，用于防止后续注浆工序中漏浆；

2.分区注浆工艺按如下步骤操作进行：

a.在冒顶区（5）下部施工底部钻孔（2），在钻孔钻进过程中可能会出现卡钻等异常现象，可采取注浆与钻进结合的办法，即出现卡钻等异常现象时，应立即退钻并通过开孔套筒进行注浆，注浆材料选用低水灰比的速凝早强注浆材料（参考专利CN201310566695.5），以快速加固破碎区松散矸石，半小时后开钻套孔，再次出现钻进异常时，重复注浆、套孔工艺，直至孔深达设计深度；

b.钻孔施工完毕后，插入注浆管并进行封孔；

c.注入低水灰比(0.8~1.0:1)的新型速凝早强注浆材料（参考专利CN201310566695.5），待压力上升至1MPa左右时停止注浆；

d.重复a～c步骤，依次完成中部钻孔（3）、顶部钻孔（4）的打钻、注浆作业，在中部及顶部钻孔的注浆作业中，选用较高水灰比(2.5~3.0:1)的注浆材料；

3. 架棚清矸工艺按如下步骤操作进行：

在冒顶区（5）堵墙（1）外侧支设工字钢（7）棚，棚距不大于0.5m，棚顶需背设铁丝网（6），配合单体液压支柱临时支护，人员在工字钢（7）棚支护下逐步清除巷道断面内的冒落矸石，直至通过高冒区。

要实现上述目的，注浆钻孔开孔后，应插入套筒；在套筒侧向应焊有注浆管接口，在套筒端部应焊有法兰并配有法兰盖。

要实现上述目的，分区注浆钻孔在各区呈扇形布置，钻孔数量取决于冒顶区范围。

要实现上述目的，注浆管伸入冒顶区的部分需开有射浆孔。

要实现上述目的，需采用一种新型速凝早强注浆材料，本方法中选用的新型注浆材料分A、B两种组分构成，该材料低水灰比为0.8：1～1.0：1，在该水灰比下两组分混合后浆液可实现3～5min初凝，5～15min终凝；该材料高水灰比为3.0：1～4.0：1，在该水灰比下两组分混合后浆液可实现10～30min初凝，30～60min终凝。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。