[发明专利]一种沿空巷道煤柱帮堆喷混凝土墙加固堵水的方法

说明书

一种沿空巷道煤柱帮堆喷混凝土墙加固堵水的方法，属于巷道加固技术领域，可解决煤矿井下采煤工作面沿空巷道低洼处煤柱帮渗流采空区水的问题，本发明在沿空巷道煤柱帮堆喷构筑混凝土墙，通过混凝土墙增强沿空巷道煤柱帮的承载能力和封堵采空区积水透过煤柱向巷道内渗流。本发明不仅能够阻隔采空区积水透过煤柱向巷道内渗流，起到堵水的目的，而且可以承载煤柱上方的载荷，对煤柱起到一定的加固作用。

技术领域

本发明属于巷道加固技术领域，具体涉及一种沿空巷道煤柱帮堆喷混凝土墙加固堵水的方法。

背景技术

地层中富含水源，煤层采出后形成的采空区并不会因为上覆岩层垮落而被完全充填密实，采空区上方岩层中的地下水会沿着采动裂隙流向采空区，从而形成人为的储水空间。如果有水源补给，采空区内的积水量会不断增加。在已采空区域周边布置其他回采工作面时，首先需要沿着采空区边缘留设适当宽度的护巷煤柱掘进回采巷道，此类巷道被称为沿空巷道。埋藏于地下的煤层起伏变化，导致沿煤层布置的沿空巷道并不在同一高度水平。当采空区积水量大，而护巷煤柱的抗渗流能力较差时，在沿空巷道低洼处的煤柱帮会出现采空区积水向巷道内渗流的现象。

在巷道掘进及采煤工作面回采过程中，虽然会提前进行采空区积水探测，并采取埋管排放措施，但如果采空区积水有水源补给，则其不可能被排空，采空区积水会透过煤柱渗流到巷道内，不仅在回采巷道内低洼处形成积水，而且容易造成煤柱酥帮、垮塌、有效宽度减小，巷道变形量增大，不利于回采巷道围岩控制，给回采工作面超前顶板支护管理带来安全隐患。为了保证施工安全，必须采取措施对受采空区积水渗流影响范围的煤柱进行加固和封堵。

目前所采取的封堵采空区积水措施主要有两种，一是向渗水范围的煤柱内注浆，充填煤柱内的导水裂隙，达到堵水目的；二是增大护巷煤柱宽度，利用宽煤柱阻隔采空区积水。这两种方法虽然能够达到封堵采空区积水透过煤柱向巷道内渗流的目的，但方法一向渗水煤柱内所注的浆液一般为化学材料，需要先喷浆密封煤柱表面，然后打孔注浆，不仅工艺复杂，而且化学注浆材料价格昂贵，导致施工成本增加，限制其推广使用。方法二留宽度较大的煤柱会损失大量珍贵且不可再生的煤炭资源，与当前煤炭高采出率的要求相悖。

在公开文献中可以获得公开号为CN 201611026101.1的“一种煤矿采空区水探放方法”，该方法在采空区形成前布置多个传感器组，采空区形成后划分积水区段，并对每个积水区段进行探放水。该方法存在的缺点其一是探放水工程持续时间长，从采空区形成前布置传感器到形成采空区后分区段探放水，在煤矿井下这个过程会持续两年以上，如此长的持续时间，前期安装的传感器可能损毁失效；其二是没有具体说明放水方式，仍不能有效指导现场施工。

为了解决煤矿井下采煤工作面沿空巷道低洼处煤柱帮渗流采空区水的问题，简化施工工艺，在煤柱帮向采空区钻孔排水的基础上，加强煤柱的支护强度和整体稳定性，封闭渗流通道，达到安全回采的目的，迫切需要寻求一种用于采煤工作面沿空巷道煤柱帮堆喷混凝土墙加固堵水的方法。

发明内容

本发明针对煤矿井下采煤工作面沿空巷道低洼处煤柱帮渗流采空区水的问题，提供一种沿空巷道煤柱帮堆喷混凝土墙加固堵水的方法，在沿空巷道煤柱帮堆喷构筑混凝土墙，通过混凝土墙增强沿空巷道煤柱帮的承载能力和封堵采空区积水透过煤柱向巷道内渗流。

本发明采用如下技术方案：

一种沿空巷道煤柱帮堆喷混凝土墙加固堵水的方法，包括如下步骤：

第一步，在沿空巷道渗水范围的煤柱帮距离底板高度1m、沿巷道轴向间隔10m向采空区内打设直径为80mm的排水钻孔，排水钻孔打好后，在钻孔内安装外径为80mm的无缝钢管伸入到采空区并封孔，钢管外端伸出煤柱帮600mm并安装阀门，集中排放采空区积水；

第二步，清理去除沿空巷道煤柱帮渗水范围的杂物和已片帮或垮落的煤体，清除煤柱帮渗水范围底板的浮渣并找到硬底；