[發(fā)明專利]一種基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011160081.3
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112267884B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金聲堯;錢德雨;郭豐;王蘇健;趙世帆;楊興國;崔琦
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司;中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21D11/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征在于步驟如下：

隨著本區(qū)段工作面（1）的推進(jìn)，在本區(qū)段回風(fēng)巷道（2）的煤柱側(cè)幫部表面噴涂薄噴襯層（5），然后沿著煤柱側(cè)幫隨著工作面推進(jìn)方向間隔設(shè)置多組注漿孔，注漿孔孔深小于預(yù)留區(qū)段護(hù)巷小煤柱（8）的寬度，在注漿孔中利用止?jié){塞（3）設(shè)置注漿裝置；先利用注漿裝置向注漿孔中注入超細(xì)水泥（6），利用超細(xì)水泥（6）充填煤柱幫部淺表發(fā)育出的裂隙，之后通過注漿裝置向注漿孔注入納米級硅溶膠漿液（7）將靠近孔底的中、深部的微、細(xì)小裂隙封閉，最終使任意相鄰的兩個(gè)注漿孔注入的超細(xì)水泥（6）和納米級硅溶膠漿液（7）充填范圍重疊從而封閉充填煤柱側(cè)幫中的注漿鉆孔范圍內(nèi)所有的孔隙和微小裂隙，繼續(xù)下區(qū)段工作面（10）施工后即可在煤柱側(cè)幫中施工出區(qū)段護(hù)巷小煤柱（8）；

具體步驟如下：

a.在本區(qū)段工作面（1）回采之前，根據(jù)圍巖的破碎情況在區(qū)段回風(fēng)巷道（2）煤柱側(cè)間隔布置多組注漿孔并覆蓋整個(gè)回風(fēng)巷道（2）煤柱側(cè)墻面，每組注漿孔有一個(gè)或多個(gè)注漿孔，在注漿孔中先后設(shè)置止?jié){塞（3）和注漿裝置；

b.本區(qū)段工作面（1）回采之前，在區(qū)段回風(fēng)巷道（2）煤柱側(cè)幫部噴涂薄噴襯層（5）；

c.利用覆蓋整個(gè)回 風(fēng)巷道（2）煤柱側(cè)墻面的注漿裝置向煤柱側(cè)墻注入超細(xì)水泥（6），從而使超細(xì)水泥（6）對幫部淺表發(fā)育裂隙進(jìn)行封堵，從而修補(bǔ)巷道中存在的裂痕，注漿完成后清洗管路；

d.完成超細(xì)水泥（6）注漿并在超細(xì)水泥（6）初凝之前，更換注漿裝置的供料管路對煤柱側(cè)墻注入納米級硅溶膠漿液（7），不但利用納米級硅溶膠漿液（7）對注漿管及注漿孔中的超細(xì)水泥（6）進(jìn)行沖洗，還對幫部中、深部的微、細(xì)小裂隙進(jìn)行封閉，起到注漿圍巖加固作用；在超細(xì)水泥（6）初凝后繼續(xù)注入納米級硅溶膠漿液（7），利用納米級硅溶膠漿液（7）繼續(xù)封閉超細(xì)水泥（6）初凝后內(nèi)部結(jié)石體存留的微納米裂隙，從而加固超細(xì)水泥（6），并提高整體的防滲性能；

最終在本區(qū)段工作面（1）和下區(qū)段工作面（10）之間構(gòu)筑形成一道承載能力強(qiáng)，使巷道處于應(yīng)力降低區(qū)，同時(shí)防滲強(qiáng)的區(qū)段護(hù)巷小煤柱（8）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征是：所述薄噴襯層（5）為異氰酸酯和丙烯酸酯，噴涂厚度為5~10mm，抗拉強(qiáng)度大。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征是：在非中空注漿錨桿主動(dòng)支護(hù)條件下，每1~3排錨桿索布置1~3根注漿裝置，注漿裝置具體為注漿管（4），注漿管（4）為花管結(jié)構(gòu)，注漿孔直徑大于注漿管（4）直徑2~4mm；或者直接使用中空注漿錨桿對幫部支護(hù)，并利用中空注漿錨桿注入超細(xì)水泥（6）和納米級硅溶膠漿液（7）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征是：對小煤柱（8）注漿加固，注漿加固的注漿管（4）長度L1滿足：L1＜2B/3，其中B為小煤柱設(shè)計(jì)寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征是：所述幫部淺表超細(xì)水泥（6）通過注漿管（4）花管結(jié)構(gòu)上設(shè)置的擴(kuò)散孔（9）擴(kuò)散至區(qū)段護(hù)巷小煤柱中進(jìn)行加固，粒徑大小為15μm，其注漿壓力在1~3MPa，注漿穩(wěn)壓時(shí)間為5~10分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征是：所述幫部淺、深部使用納米級硅溶膠漿液（7）封堵加固，納米級硅溶膠漿液（7）的配比為A液:B液=9：1，A液為SiO₂·nH₂O，B液為NaCl離子溶液，漿液混合粒徑大小為62 nm，注漿壓力為0.5~1.5MPa，穩(wěn)壓5~10分鐘。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合納米注漿封閉的留小煤柱沿空掘巷施工方法，其特征是：在下區(qū)段工作面（10）的下區(qū)段運(yùn)輸巷道（11）與本區(qū)段工作面（1）之間留設(shè)的區(qū)段護(hù)巷小煤柱（8）的留設(shè)尺寸為5~8m。