[发明专利]煤矿加固密闭防治瓦斯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯治理技术，具体为一种煤矿加固密闭墙防治瓦斯的方法。

背景技术

目前多数煤矿的资源面临枯竭，开采人员对以前遗留的孤岛面和煤柱也开始开采，受这种采动的影响，以前建设的大部分通风设施受到了不同程度的损坏，部分巷道密闭已变形开裂导致漏风和涌出大量的瓦斯，增加了矿井通风的无效风量和巷道内的瓦斯涌出量。为防止大量漏风和封堵瓦斯，在开采这些遗留煤矿的过程中不得不再投入大量的物料和工时进行维修，而且重复性多次维修，效果不佳。所以如何有效地治理煤岩体在后开采中容易开裂漏风及涌出瓦斯的问题是目前亟待解决的技术问题。在现有隧道等开采技术中，为了阻止山体中水的渗漏，一般会采取混凝土喷射岩体表面来使其表面快速封闭而达到密闭和封闭的效果。在现有技术中，有文献报道使用波雷因材料对煤矿井下工作面断层破碎带进行化学注浆加固，可将断层破碎带内破碎围岩胶结为具有一定强度的密实体，有效地加固冒顶区处的破碎围岩，提高了工作面顶板的整体强度及完整性，地改善工作面顶板的受力状况，为安全、高效回采创造了条件。

发明内容

本发明为了解决现有存在的煤矿开采过程中煤岩层被扰动出现开裂而导致漏风和涌出瓦斯的问题而提供了一种煤矿加固密闭墙防治瓦斯的方法。

本发明是由以下技术方案实现的，一种煤矿加固密闭墙防治瓦斯的方法，首先需要对密闭墙附近巷道进行整修加强支护，然后在密闭墙外侧进行打眼与注浆作业，每个密闭墙的实施内容均分为三部分：

第一步：在密闭墙前的巷道顶板处打入两排、每排3～6根预应力注浆锚索，先涨拉然后再沿锚索孔注浆，最终达到控制顶板变形量、加固顶板、封堵顶板裂隙的目的。

第二步：在密闭墙外3～5米巷道范围内的两帮及底板上打注浆孔，在注浆孔内打入锚杆，然后插入注浆管进行注浆作业，每帮布置4～7根注浆管，底板布置2～3根，总计布置10～14根注浆管，其中和密闭墙相邻的注浆孔方向斜向内，倾斜距离达1米，最终达到加固4～6米巷道两帮及底板、封堵裂隙的目的。

第三步：视密闭墙的破坏程度，在其表面直接喷涂不小于0.1米厚度的高分子材料浆液，或在其外侧施工木板密闭墙，间距0.2～0.3米，中间充填高分子材料浆液，最终达到加固密闭墙体、封堵密闭墙体裂隙的目的。

本发明所述的煤矿加固密闭墙防治瓦斯的方法是将现有的注浆加固、密闭技术与传统锚喷支护技术有机地结合在一起形成的新型加固支护及密闭技术。它综合了锚杆加固技术和注浆加固、密闭技术的所有优点，成为解决高应力工程软岩安全维护的有效手段。具体来说具有以下优点：

1、与传统锚喷支护技术中喷砼层的作用原理相比，采用本发明所述措施，浆液的注入能够明显改善围岩的物理力学性质；浆液充填到煤岩体的孔隙之中，使破碎煤岩体重新胶结成一体，从而提高了煤岩体的整体强度和稳定性。注浆加固还可为锚杆(索)提供可靠的着力基础，使锚杆(索)对破碎围岩的锚固作用得以发挥，进一步提高围岩的整体强度和自身的承载能力，使锚杆(索)与注浆各自的优势实现互补，大大提高支护效果。其效果见图1。

2在锚注联合加固支护体系中，由于浆液能够与煤岩体及锚索全面接触，将杆体内、杆体与钻孔间隙、周围岩体的缝隙全部充填满，从而形成“网络”效应，使锚杆受力传递的可靠性和连续性得以充分保障。并通过浆液结石体“网络”将力传递到围岩之中，全面调动了围岩的自身承载能力，同时使锚索自身的加固性能得以充分发挥。

3、注浆后，锚杆(索)杆体与地下水、空气间的联系全部中断，彻底阻止了锈蚀反应，从而保证了锚杆的长期锚固能力，保证了支护体系的长期稳定性。

4、在锚杆(索)和浆液的共同作用下，注浆范围内的所有岩石被胶结加固成一个整体圆涵，保护了整个巷道的自由空间。如图2所示，当地压作用在外边缘时，每一单元岩块都被推着向内移动，结果使各个单元都被“挤紧”，使切向力Ft和各个单元侧面上的摩擦阻力f增加，阻止单元岩块向内移动。如图3所示，在锚杆孔注浆后，全长注浆管与围岩通过浆材胶结成一个整体，使相邻两锚杆(索)之间的岩块产生“成拱作用”，该种锚杆(索)成组排列时就发挥“挤压加固作用”，进而提高围岩的整体性。

现场施工后通过观测数据表明：对巷道密闭墙加固、封堵后，松软破碎的煤岩体已经胶结为一体，整个密闭区的围岩整体强度大大提高，巷道围岩断面收缩率平均低于3％，巷道密闭区平均漏风率降低96％以上，瓦斯涌出量达到煤矿安全规程的要求。更重要的是改善了整个矿井的防灾抗灾能力，通风系统更加完善、高效、合理，为提高矿井瓦斯防治技术、保障通风安全探索出一条高效、实用的工艺，值得推广应用。

附图说明