[發(fā)明專利]石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610260246.1
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105697055B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李萬峰;何禮品;孟獻錄;王傳兵;喬保峰;侯俊領(lǐng)
• 申請（專利權(quán)）人: 淮南礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F5/02;E21C41/18;E21D11/10
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙)34124
• 代理人: 丁瑞瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦生產(chǎn)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

隨著礦井開采向深部延伸，石門揭煤一直是煤礦安全管理重點，大斷面石門揭煤、過煤段頂板及自由面容易發(fā)生片幫、漏頂引起瓦斯超限，甚至?xí)鹈号c瓦斯突出或瓦斯爆炸等重大事故。石門揭煤前，采用打鉆抽采對揭煤段煤體進行區(qū)域消突措施，鉆孔抽采后煤體松散且干燥，煤體間內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力減小易發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致揭煤期間，粉塵大且易抽漏。傳統(tǒng)上，對煤體進行淺孔低壓注水，因煤體本身滲透性差，造成注水效果有限。傳統(tǒng)上，采用打錨桿、掛網(wǎng)、噴漿對自由面進行加固，炮后外露錨桿影響施工，鋸斷又影響下一步工序，傳統(tǒng)方法不僅浪費成本，工序繁瑣，且煤體自身沒有得到加固，炮后，自由面加固間隙易片幫。目前國內(nèi)外尚無效果很好的主動對煤體減塵加固施工工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題在于如何提高煤體注水效果，同時提高煤體加固結(jié)構(gòu)的可靠性。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，包括煤體表面設(shè)置的加固層和貫穿至煤體內(nèi)部的多條注水孔；所述加固層采用水泥噴漿方式筑成；所述各注水孔自煤體表面向煤體內(nèi)部呈放射形分布；在注水階段，所述注水孔內(nèi)設(shè)有膨脹注水器；注水結(jié)束后，所述注水孔由混凝土填充，且混凝土內(nèi)預(yù)埋有鋼絲繩；

所述加固層內(nèi)部預(yù)埋有防裂網(wǎng)；

最上方的注水孔的內(nèi)端延伸至與巷頂平齊位置處；

左右兩側(cè)注水孔的內(nèi)端分別延伸至與左右巷幫平齊的位置處；

所述注水孔共設(shè)有五條，各注水孔的孔口均位于煤體表面的中間區(qū)域，其中四條注水孔的孔口呈矩形分布，另一條注水孔的孔口位于矩形中心；

所述混凝土由水泥漿和水玻璃混合而成，水泥漿的水灰比為1:1，水泥漿與水玻璃的比例為7：1。

一種上述石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：

步驟1：煤體揭露后，采用掛網(wǎng)噴漿的方式對自由面進行加固，在煤體中按放射狀布置注水孔；

步驟2：注水孔施工結(jié)束后，將膨脹注水器接好注漿管路送入注水孔底，采用注漿泵進行注水，注水壓力達到3～4MP，穩(wěn)壓后可將膨脹注水器向外退2m繼續(xù)注水，注水壓力達到2～3MP，穩(wěn)壓后再將膨脹注水器向外退至孔口，繼續(xù)注水，注水壓力不超過1MP，防止自由面煤體片幫；

步驟3：待注水孔注水結(jié)束后，將鋼絲繩塞入注水孔，再用套管封堵孔口，注水泥漿和水玻璃混合的雙液漿，待雙漿液完全凝固，加固完成。

優(yōu)選的，在步驟1中，采用鉆頭為￠42mm兩翼型鉆頭開設(shè)注水孔，鉆孔深度、角度等參數(shù)根據(jù)巷道斷面而定，確保注水孔終點到巷幫、巷頂；

優(yōu)選的，在步驟三中，水泥漿的水灰比1:1，水泥漿與水玻璃的比例為7：1；

優(yōu)選的，所述雙液漿的初凝時間控制在30s，終凝時間不超過4h，現(xiàn)場根據(jù)實際情況調(diào)整配比，初凝控制30s，保證停注后漿液不外流，終凝控制在4h以內(nèi)，保證爆破后，鋼絲繩水泥樁起到加固作用。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的注水孔采用放射狀布置，在注水階段，由于封孔深度深，可以施加更大的注水壓力，能夠使水充分擴散，在加固階段，各注水孔內(nèi)的水泥柱能夠?qū)γ后w形成一定的包裹，有效的增加了煤體的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力，使煤體形成整體，防止片幫或漏頂，有效解決了煤體粉塵大、易漏、自由面管理難的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖；

圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明的俯視圖；

圖4是本發(fā)明的自由面注水結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。