一种井下不规则空间充填方法及发泡水泥制作方法与流程

本发明涉及煤炭行业巷道顶板超高段支护方法技术领域，尤其涉及一种井下不规则空间充填方法及发泡水泥制作方法。

背景技术：

井下巷道超高处超前支护往往无法接顶，造成顶板破碎漏顶，威胁施工人员安全，同时为煤矿高效推采带来巨大影响。目前，对于巷道超高处往往采用方木、水泥板垛等配合锚索梁进行接顶，施工成本高、难度大、效率低，且接顶效果差，尤其是对于不规则空间接顶及其困难。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种施工难度小，接顶效果好，保证了煤矿高效安全推采的井下不规则空间充填方法及发泡水泥制作方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的井下不规则空间充填方法，其包括以下步骤：

S1、根据原顶板的不规则空间尺寸和所需巷道的顶板尺寸设计充填空间；

S2、在所述充填空间内的顶板处间隔地打设多个锚索梁，并使多个所述锚索梁沿所述所需巷道的倾向方向布置；

S3、在所述锚索梁的上方敷设基底；

S4、采用发泡水泥对所述充填空间进行充填。

进一步地，所述步骤S2中，相邻两个所述锚索梁之间的间距大不于1m，每个所述锚索梁与所需巷道的顶板高度相同，所述锚索梁的长度与所述所需巷道的宽度相适应。

进一步地，所述步骤S3具体包括：

S31、在所述锚索梁的上方沿所述所需巷道的走向布置半圆木，所述半圆木需紧密排列；

S32、在所述半圆木的上方铺设钢筋网；

S33、在所述钢筋网的上方敷设雨布，所述雨布需紧贴所述所需巷道的上下帮敷设至原顶板。

进一步地，所述步骤S4具体包括：

S41、在相邻两个所述锚索梁的间隙处布置注浆管至原顶板，通过注浆管在所述充填空间内由低向高处充填发泡水泥；

S42、在发泡水泥的充填过程中，每充填300-500mm的厚度，往所述发泡水泥上不规则的摆放骨架。

进一步地，所述步骤S41中，所述注浆管分循环进行充填，每循环充填高度500mm,直至充填至所述原顶板。

进一步地，每循环充填完毕后，凝固时间不低于5小时；且每循环充填完毕后，所述注浆管需用清水冲洗干净。

本发明提供的发泡水泥制作方法，其包括以下步骤：

S1、将水泥加入搅拌机，按照水灰比0.4-0.6加入水，制成水泥浆；

S3、将水基泡沫加入搅拌机，水基泡沫和水泥浆混合均匀，制成水泥料浆，泡沫和水泥浆比例按照4:1进行调配；

S4、用水稀释混合浆，稀释60-80倍，经搅拌均匀后产生泡沫流体。

本发明的有益效果在于：

1)、采用发泡水泥接顶技术与现有的巷道超高段打设板垛接顶技术相比施工效率提高了2倍以上，成本低至原接顶技术的0.2倍；

2)、减少了人员在高处施工的时间，提高了安全系数。

3)、与现有接顶技术相比，该技术不受空间形状的制约，接顶更实，效果更好。

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是本发明的井下不规则空间充填方法的充填空间区域示意图；

图2是本发明的井下不规则空间充填方法的所需巷道的走向截面图；

图3是本发明的井下不规则空间充填方法的所需巷道的倾向截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-3所示，本发明的井下不规则空间充填方法，其包括以下步骤：

S1、根据原顶板1的不规则空间尺寸和所需巷道的顶板2尺寸设计充填空间3；

S2、在充填空间3内的原顶板1处间隔地打设多个锚索梁5，并使多个锚索梁5沿所需巷道的倾向方向布置；

S3、在锚索梁5的上方敷设基底；

S4、采用发泡水泥对充填空间3进行充填。

具体地，步骤S2中，相邻两个锚索梁5之间的间距大不于1m，每个锚索梁5与所需巷道的顶板2的高度相同，锚索梁5的长度与所需巷道的宽度相适应，优选地，为了提高支护效果，锚索梁5的端部与所需巷道帮部的距离不大于0.3m。

本发明的步骤S3具体包括：

S31、在锚索梁5的上方沿所需巷道的走向布置半圆木6，半圆木6需紧密排列；优选地，半圆木6的直径不小于240mm。

S32、在半圆木6的上方铺设钢筋网4；本实施例中，钢筋网4的钢筋直径为φ6.0mm，网孔规格为100×100mm，为了保证相邻两个钢筋网4之间的连接强度，钢筋网4之间需搭接100mm，并用直径不低于10mm的铁丝联接。

S33、在钢筋网4的上方敷设雨布7，雨布7需紧贴所需巷道的上下帮敷设至原顶板1。本发明中，雨布7需搭接严密并有不低于100mm的搭接，保证无漏隙。布置雨布7主要用于在充填发泡水泥时，避免漏液。

本发明的步骤S4具体包括：

S41、在相邻两个锚索梁5的间隙处布置注浆管8至原顶板1，结合发泡水泥流动扩散特性，通过注浆管8在充填空间3内由低向高处充填发泡水泥；优选地，注浆管8采用直径51mm的不锈钢管制作而成，为了避免堵塞注浆管8，注浆管8的上端头距原顶板1下表面的间距为100-300mm。

S42、在发泡水泥的充填过程中，每充填300-500mm的厚度，往发泡水泥上不规则的摆放骨架。本实施例中，骨架包括废旧锚杆、钢带等，从而增加充填空间3的结构强度。

优选地，步骤S41中，注浆管8分循环进行充填，每循环充填高度500mm,直至充填至原顶板1。本发明中，每循环充填完毕后，凝固时间不低于5小时；且每循环充填完毕后，注浆管8需用清水冲洗干净。

本发明的发泡水泥制作方法，其包括以下步骤：

S1、将水泥加入搅拌机，按照水灰比0.4-0.6加入水，制成水泥浆；

S3、将水基泡沫加入搅拌机，水基泡沫和水泥浆混合均匀，制成水泥料浆，泡沫和水泥浆比例按照4:1进行调配；

S4、用水稀释混合浆，稀释60-80倍，经搅拌均匀后产生泡沫流体，即可用合适规格的注浆泵进行喷注。

优选地，混合均匀后的泡沫流体根据情况选择适当输送管路和输送泵，泡沫制作可采用YS-MK-15专用发泡机制作。

综上所述，本发明的优点在于：

1)、采用发泡水泥接顶技术与现有的巷道超高段打设板垛接顶技术相比施工效率提高了2倍以上，成本低至原接顶技术的0.2倍；

2)、减少了人员在高处施工的时间，提高了安全系数。

3)、与现有接顶技术相比，该技术不受空间形状的制约，接顶更实，效果更好。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。