[发明专利]同步深孔注浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下预防工作面冒顶的方法，具体为一种同步深孔注浆方法。

背景技术

随着我国煤矿企业的开采规模不断扩大，开采煤层也逐渐有浅部向深部发展，造成多数矿井的开采煤层变为软煤层。特别是采用综采工艺回采的矿井特别容易造成煤壁片帮、顶板破碎，最终影响矿井的高产高效。

为了治理综采工作面片帮，许多矿井都开展了多项研究，目前最常见的治理片帮的方法为注浆法，按注浆时间划分为超前注浆和滞后注浆。超前注浆工艺通常以无机材料为浆液，而无机材料多以普通水泥为主，普通水泥的颗粒大、且凝固时间一般在28天以上，所以超前注浆工艺一般是在工作面未回采以前对煤层进行注浆加固；滞后注浆工艺通常以有机材料为主，而有机材料多以聚氨酯类材料为主，该材料由于凝固时间在几分钟内，一般在工作面发生片帮发生后对煤层进行注浆加固。超前注浆工艺存在注浆周期长、注浆时裂隙不发育、材料凝固性差等缺点，对改善工作面煤壁片帮效果不明显；滞后注浆工艺能够有效改善工作面煤壁片帮，但是存在影响工作回采、注浆费用高等缺点。

发明内容

本发明为了解决超前注浆和滞后注浆均存在无法克服的缺陷的问题，提供了一种同步深孔注浆方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：同步深孔注浆方法，包括以下步骤，

（1）在距工作面25~30m处的两顺槽内确定钻孔布置，钻孔布置分为上、下两排钻孔，钻孔开孔位置为上下两排交错布置，钻孔间距为10m，孔深为60~100m；

（2）进行钻孔施工，采用一次成孔的方式施工，成孔后，退出钻杆，插护孔管，护孔管直径为30mm，护孔管前端20m范围内开注浆孔；

（3）利用矿用液压注浆泵深孔注浆进行注浆施工，最大注浆压力为15~20MPa，单液注浆水灰比0.6:1，双液注浆水灰比为0.8:1；

（4）注浆完毕后封孔，封孔长度大于等于15m。

根据工作面超前支承应力分布规律分析，弹塑性区为工作面前方15~30米的范围。随着工作面不断向前推进，弹塑性区将提前陆续进入布置好的钻孔中，这时组织进行注浆，效果最佳。结合工作面推进速度，同步注浆距离设计为距工作面25~30米。

本发明的有益效果如下：利用合理的同步注浆工艺设计，实现了工作面冒顶片帮的预防。本发明工艺参数合理，施工步骤简单有效，施工后的煤壁整体性较好，片帮发生区域和高度均较小，对于提高异常区煤体的完整性和提高煤体的承载能力均有很好的效果。

具体实施方式

同步深孔注浆方法，包括以下步骤，

（1）在距工作面25~30m处的两顺槽内确定钻孔布置，钻孔布置分为上、下两排钻孔，钻孔开孔位置为上下两排交错布置，钻孔间距为10m，孔深为60~100m；

（2）进行钻孔施工，采用一次成孔的方式施工，成孔后，退出钻杆，插护孔管，护孔管直径为30mm，护孔管前端20m范围内开注浆孔；

（3）利用矿用液压注浆泵深孔注浆进行注浆施工，最大注浆压力为15~20MPa，单液注浆水灰比0.6:1，双液注浆水灰比为0.8:1；

（4）注浆完毕后封孔，封孔长度大于等于15m。

具体实施过程中，注浆材料采用联邦单液注浆材料，联邦单液注浆材料是一种单液注浆加固材料，具有可注性强、流动性好、渗透性强、粘结性好等优点，结石体强度及充填率高，胶凝时间为45min≤t≤240min，24h强度可达25MPa以上，3d强度可达35MPa以上，最终强度可达50MPa以上。