[發(fā)明專利]一種工作面斷層構(gòu)造帶的預(yù)注漿加固方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010691944.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN111810197B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹海山;張敦喜;王波;李俊斌;楊張杰;王傳兵;楊永剛;李世輝;余大軍;錢統(tǒng)傲;王慶牛;李琰慶;王福海;王威;陳康
• 申請（專利權(quán)）人: 淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司;安徽省煤炭科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E21D11/10
• 分類號(hào): E21D11/10;E21B33/13
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明涉及一種工作面斷層構(gòu)造帶的預(yù)注漿加固方法，屬于煤礦注漿支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。超前預(yù)加固操作如下：當(dāng)工作面推進(jìn)至距離斷層構(gòu)造帶邊緣300?400m時(shí)，在工作面靜壓條件下，沿工作面推進(jìn)方向在工作面的上順槽或下順槽，向斷層構(gòu)造帶區(qū)域分別實(shí)施帷幕注漿孔、淺孔和深孔的鉆孔、下管、封孔和注漿操作；再進(jìn)行預(yù)留孔的鉆孔、下管和封孔操作；當(dāng)工作面推進(jìn)至距離斷層構(gòu)造帶邊緣30?50m時(shí)，在工作面動(dòng)壓條件下，對預(yù)留孔進(jìn)行注漿操作。本發(fā)明達(dá)到了超前工作面預(yù)先主動(dòng)治理斷層的目的，安全性更高，同時(shí)解決了常規(guī)方法的被動(dòng)性和滯后性施工問題，以及治理斷層被迫停采停面的進(jìn)度問題，真正意義上實(shí)現(xiàn)了工作面過斷層期間連續(xù)化高效回采。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦注漿支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種井下斷層構(gòu)造帶破碎煤巖體的超前注漿加固工藝方法。

背景技術(shù)

斷層是煤礦工作面常見的地質(zhì)構(gòu)造。斷層構(gòu)造帶原巖應(yīng)力復(fù)雜、巖體完整性差，開采過程中工作面臨近斷層異常帶時(shí)又會(huì)導(dǎo)致斷層進(jìn)一步活化。受斷層構(gòu)造帶破碎圍巖環(huán)境及采動(dòng)活化影響，極易引發(fā)大面積頂板冒落、煤壁片幫和掉頂壓架事故，工作面過斷層時(shí)頂板及煤壁維護(hù)極為困難。工作面過斷層構(gòu)造帶難度大、效率低，安全、進(jìn)度、支護(hù)、成本四大問題凸顯，給礦井的安全、高效開采帶來嚴(yán)重的影響。

目前在煤礦開采過程中，工作面遇到斷層構(gòu)造帶若采取躲避措施，會(huì)造成煤炭資源的大量浪費(fèi)。因此工作面遇多數(shù)斷層均要強(qiáng)行通過，采取方法主要是在工作面推進(jìn)至斷層破碎帶位置待斷層揭露后，在工作面內(nèi)對頂板及煤壁進(jìn)行臨時(shí)的支柱支護(hù)和淺孔注射化學(xué)漿液加固。上述方法在斷層治理過程中存在如下問題：1．支柱支護(hù)控頂距離短，無法加固破碎圍巖，施工效果和安全性差。2．淺孔化學(xué)注漿加固成本高，且注漿距離短、加固范圍小，主要針對5~10m淺部圍巖，無法實(shí)現(xiàn)大范圍整體加固斷層破碎帶的目的。3．上述方法對斷層治理來講均是局部的、滯后的被動(dòng)方式，無法實(shí)現(xiàn)超前預(yù)先治理斷層。4．上述方法要求在工作面停止工作的情況進(jìn)行，嚴(yán)重影響了工作面單產(chǎn)，無法保證工作面連續(xù)性推進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有方法在支護(hù)效果和注漿工藝的弊端和局限性，實(shí)現(xiàn)工作面安全高效過斷層回采，基于在工作面推進(jìn)至斷層構(gòu)造帶之前對斷層進(jìn)行定向深孔超前注漿加固的新思路，本發(fā)明提供一種工作面斷層構(gòu)造帶的預(yù)注漿加固方法。

本發(fā)明一種工作面斷層構(gòu)造帶的預(yù)注漿加固方法的技術(shù)方案如下：

在煤礦開采過程中，當(dāng)工作面遇到斷層構(gòu)造帶時(shí)，超前預(yù)加固操作步驟如下：

（1）.當(dāng)工作面推進(jìn)至距離斷層構(gòu)造帶邊緣300-400m時(shí)，在工作面靜壓條件下，在工作面的上順槽或下順槽內(nèi)，對斷層構(gòu)造帶區(qū)域不同深度的帷幕注漿孔、淺孔和深孔分別實(shí)施鉆孔、下注漿管、封孔和注漿操作；再進(jìn)行預(yù)留孔的鉆孔、下注漿管和封孔操作；所述帷幕注漿孔均布設(shè)置為2-3排；所述淺孔、深孔和預(yù)留孔設(shè)置成1排，且位于相鄰的兩排帷幕注漿孔之間；

（2）.當(dāng)工作面推進(jìn)至距離斷層構(gòu)造帶邊緣30-50m時(shí)，在工作面動(dòng)壓條件下，對預(yù)留孔進(jìn)行注漿；

所述帷幕注漿孔均垂直于上順槽的工作面?zhèn)葞突蛳马槻鄣墓ぷ髅鎮(zhèn)葞停凰鰷\孔、深孔和預(yù)留孔之間相互并排布置，或呈扇形布置。

進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下：

所述帷幕注漿孔、淺孔、深孔的鉆孔下管注漿操作由淺至深順序進(jìn)行。

所述帷幕注漿孔的孔徑為42mm、孔深為2~4m，所述淺孔的孔徑為73mm或94mm或113mm、孔深為10~30m；所述深孔的孔徑為73mm或94mm或113mm、孔深為30~80m，所述預(yù)留孔的孔徑為73mm或94mm或113mm、孔深為30~130m。

所述帷幕注漿孔為2~3排水平注漿孔，錯(cuò)位交叉布置，橫向單排孔的相鄰兩孔水平間距5~6m，相鄰兩排孔之間的垂直距離1~1.5m；注漿時(shí)采用氣動(dòng)注漿泵和鋼管注射化學(xué)漿或無機(jī)復(fù)合注漿材料，注漿壓力3~8MPa。