一种井下采面陷落柱巷帮同一注浆孔分段注浆方法与流程

本发明属于煤矿井下采面支护领域，具体涉及一种井下采面陷落柱巷帮同一注浆孔分段注浆方法。

背景技术：

目前煤矿井下工作面在回采过程中遇到大型陷落柱时普遍采用的方式包括1、甩掉工作面陷落柱计算出保护煤柱，然后工作面重新施工切眼。该方式浪费大量井下煤炭资源，在重新施工采面切眼后需要搬家倒面浪费大量人力、物力、财力2、二是采面迎头陷落柱一次注浆。该方式在工作面迎头注浆时需要控制工作面的采高，注浆完成后需要及时推进，以免注浆效果失效。

技术实现要素：

本发明为了解决目前煤矿井下采面大型陷落柱煤壁片帮和顶板破碎需多次开孔重复注浆的技术难题。

本发明的上述技术问题主要通过下述技术方案得以解决的：一种井下采面陷落柱巷帮同一注浆孔分段注浆方法，同一注浆孔分段重复注浆维护，包括以下步骤：

s1：首次开钻，钻入10m终孔，下入3m长带法兰盘金属套管至孔口，注浆加固至孔口；

s2：步骤s1注浆初凝后，二次开钻，钻入30m终孔，注浆加固至孔口；

s3：步骤s2注浆初凝后，三次开钻，钻入60m终孔，注浆加固至孔口；

s4：步骤s3注浆初凝后，四次开钻，钻入100m终孔，孔底起80m段内下入pvc套管，注浆加固至孔口。

进一步地，步骤s1中，首次开钻使用φ153mm合金钻头，二次、三次和四次开钻使用为φ75mm合金钻头。

进一步地，步骤s1中，在金属套管与钻孔孔壁间隙内用麻、棉纱封堵，用铁丝将法兰盘与周围锚索和/或锚杆相连。

进一步地，步骤s1、s2、s3以及s4中，采用水泥加水玻璃双液注浆材料，注浆材料中水泥与水玻璃的质量比为1:0.6。

进一步地，步骤s1、s2、s3以及s4中，注浆过程中采用间歇式注浆方法堵漏，采用沾有水泥加水玻璃双液注浆材料的棉纱封堵漏浆通道。

进一步地，步骤s1、s2、s3以及s4中，注浆终压为12兆帕，达到注浆终压后连续10分钟注浆浆液无法注入结束注浆。

进一步地，步骤s1、s2、s3以及s4中，注浆前向孔内压注清水，注浆泵按照先稀后稠、注浆量先小后大的流程注浆。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明提供的一种井下采面陷落柱巷帮同一注浆孔分段注浆方法，通过提前安排钻探出陷落柱的范围和各项技术参数，根据技术参数在工作面回采过程中提前安排两帮注浆加固，采用两帮注浆在同一注浆孔分段重复注浆维护方案，提高了煤体完整程度和承载能力，减小煤壁片帮量，可以有效减小漏顶的发生概率，减小对工作面正常回采的影响时间。

附图说明

图1为本发明的分段重复注浆示意图。

图中：1、铁套管，2、法兰盘，3、pvc套管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示；一种井下采面陷落柱巷帮同一注浆孔分段注浆方法，采面陷落柱同一个注浆孔分段重复注浆维护，确保采面巷道煤壁片帮和顶板破碎。

第一步：开孔，架设好钻机，调整完钻进角度后，首先使用φ153mm合金钻头打孔10m，终孔后退出钻杆和钻头；

下套管，插入3m长φ108mm铁套管，铁套管末端焊接高压法兰盘，确保至少可承受12mpa的注浆压力，铁套管与钻孔孔壁间的间隙用麻、棉纱堵严实，用铁丝将法兰盘与周围锚索和/或锚杆相连，防止注浆时铁套管被顶出；

注浆；采用双液泵，通过法兰盘进浆口往钻孔内灌注水泥-水玻璃注浆材料，直至孔口有浆液流出为止，将铁套管固定牢固。

第二步：第二次钻孔钻进，将φ153mm合金钻头更换为φ75mm合金钻头，自铁套筒内继续向前钻进，钻入30m终孔；裸孔，钻孔内不加装任何管路；

注浆；采用双液泵，通过法兰盘进浆口往钻孔内灌注水泥-水玻璃注浆材料，直至孔口有浆液流出为止。

第三步：第三次钻孔钻进，继续使用φ75mm合金钻头，钻入60m终孔；裸孔，钻孔内不加装任何管路；

注浆；采用双液泵，通过法兰盘进浆口往钻孔内灌注水泥-水玻璃注浆材料，直至孔口有浆液流出为止。

第四步：第四次钻孔钻进，继续使用φ75mm合金钻头，钻入100m终孔；孔底起80m段内下入pvc套管，pvc套管长度4m/根，管与管连接使用封孔胶和连接套；

注浆；采用双液泵，通过法兰盘进浆口往钻孔内灌注水泥-水玻璃注浆材料，直至孔口有浆液流出为止。

多次分段注浆加固后，可以提高煤体完整程度和承载能力，减小煤壁片帮量和顶板拉伸破坏破坏减少漏顶的发生概率，确保采面安全。

钻孔正常注浆使用双液注浆材料（水泥和水玻璃），注浆过程中注浆压力大时注浆液会从巷帮煤壁注浆孔和孔口前后2米范围内的裂隙漏出，漏浆时采用间歇式注浆的方法堵漏，如果遇到大通道漏浆时，采用沾有双液注浆材料的棉纱封堵漏浆通道。

注浆压力达到设计终压12兆帕；所有注浆孔均符合单孔结束条件，即注浆泵压力达到12兆帕，连续10分钟注浆液无法注入；无漏注，注浆结束后必须对注浆效果进行检查，若未达到设计要求，应进行补孔注浆。

开始施工前进行注浆试验，初步掌握浆液充填率（根据破碎区域不同，浆液充填率在3%到10%之间），注浆量、适宜的浆液配比（注浆材料中水泥与水玻璃的质量比为1:0.6），浆液扩散半径（注浆液扩散范围为2米左右），注浆终压（12兆帕）指标。

注浆前检查注浆泵及系统管路，确认畅通后连接注浆系统。注浆前向孔内压注清水，冲刷清洗岩体内裂隙。按规定配比配制浆液。启动注浆泵按照先稀后稠、注浆量先小后大的流程注浆。单孔注浆结束后，关闭球阀，卸下注浆系统，并用清水清洗干净。注浆过程中观察注浆压力逐步升高至设计终压，降低注浆速度，维持10分钟，压力无明显回落时停止注浆。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。