[发明专利]一种基于注浆技术的冒落矸石清理方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿业领域，特别是涉及一种基于注浆技术的冒落矸石清理方法。

背景技术

出于围岩赋存条件差或外界应力扰动，井下巷道往往会出现顶板岩层大范围冒落，为保证该巷道在服务期内满足其使用性质，必须对冒落矸石进行清除，同时对冒顶区域围岩进行加固处理，恢复巷道通畅。传统的做法是在对冒落矸石清除的同时，对空顶区用木垛进行接顶，木垛下方按巷道设计轮廓线安设背板及金属支架，工序复杂，尤其是施工人员长时间在无支护的冒空区作业，人身安全难以保证，另外，木垛远不如岩石密实，软弱围岩下二次冒落可能性极大，接顶用木材在潮湿环境下容易腐烂变质，因此急需一种简单、安全、可靠的巷道冒顶处理方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简单、安全、可靠的注浆充填加固空顶区及垮落矸石的巷道冒顶处理方法。

一种基于注浆技术的冒落矸石清理方法，包括如下步骤：

(1)冒顶严重性判断：根据冒落矸石量判断冒落矸石是否完全堵塞巷道；当冒落矸石完全堵塞巷道时，通过围岩稳定性评价判断围岩的稳定性，分为围岩极不稳定、围岩不稳定、围岩稳定性一般、围岩较稳定和围岩极稳定；

(2)在巷道断面中上部冒落的矸石堆中打钻孔，所述钻孔的长度方向与巷道底板所在平面呈α角，所述α角的范围为：

围岩极不稳定条件下角度为56°，围岩不稳定条件下角度为47°，围岩稳定性一般条件下角度为45°，围岩较稳定条件下角度为38°，围岩极稳定条件下角度为30°；

(3)利用钻孔窥视仪探测冒落矸石上方岩层破裂情况，确定巷道顶板岩层冒落是否形成空顶、形成空顶的情况下空顶的体积、空顶区或者冒落带顶点与巷道顶板的高度差，根据探测情况设置至少一个空顶区注浆孔和多个冒落带注浆孔；

(4)注浆和封孔；

(5)掘进：注浆完成后，巷道顶板岩层冒落形成的采空区和冒落的矸石堆在注浆液的作用下固结成为一个稳定的整体，使用凿岩机，沿巷道设计轮廓线，对巷道顶板冒落的矸石堆进行挖掘；

(6)支护：掘进达到一个循环步距1m时，停止掘进，切断裸露的注浆锚杆，去掉外围的黄麻，按上托盘和楔形垫片以及螺丝，人工施加210KN扭矩；

同时，采用背板将掘出的巷道顶板背严，由外向里、顺风方向逐棚架设U型棚，U型棚沿巷道走向1米1个，对巷道进行支护；完成支护后重复步骤(5)和步骤(6)，进行下一步距的掘进和支护工作，保证在注浆冒落带下掘进长度控制在1m安全距离以内，直至巷道完全贯通；

(7)注浆加固：冒落区域巷道贯通后，设计长钻孔，打入注浆锚杆，安装注浆管注浆，深入到长钻孔顶部，封孔并注浆。

本发明所述的基于注浆技术的冒落矸石清理方法，其中，步骤(3)中所述空顶区注浆孔和冒落带注浆孔的设置方式为：当空顶区有1.5m³以下或者没有空顶区时，在空顶区只需1个空顶区注浆孔，此时抽出钻孔窥视仪，将步骤(2)中的钻孔当作空顶区注浆孔使用，并在所述空顶区注浆孔下部沿垂直方向设置多个冒落带注浆孔；当空顶区大于1.5m³时，对步骤(2)中的钻孔进行封孔处理，同时每1.5m³的空间设置一个空顶区注浆孔，同时在每个所述空顶区注浆孔下部沿垂直方向设置多个冒落带注浆孔；

巷道断面上所述空顶区注浆孔和所述冒落带注浆孔均匀布置，不足1.5m³的按1.5m³计算；所述冒落带注浆孔数量根据冒落带顶点与巷道顶板的高度差决定，高度差每0.5m～0.8m设置一个所述冒落带注浆孔，所述空顶区注浆孔必须贯穿到空顶区，所述冒落带注浆孔贯穿冒落带。

本发明所述的基于注浆技术的冒落矸石清理方法，其中，当巷道冒落带长度大于3m时，高度差每0.5m～0.7m设置一个所述冒落带注浆孔，当巷道冒落带长度小于3m时，高度差每0.7m～0.9m设置一个所述冒落带注浆孔，所述空顶区注浆孔和所述冒落带注浆孔与施工侧巷道顶板和冒落交接处之间的距离大于0.4m，所述空顶区注浆孔和所述冒落带注浆孔之间或者相邻两个所述冒落带注浆孔之间的距离不小于0.1m。

本发明所述的基于注浆技术的冒落矸石清理方法，其中，所述封孔采用软木塞和麻黄；所述空顶区注浆孔的封孔长度不小于300mm，所述冒落带注浆孔的封孔长度为所述冒落带注浆孔的长度方向所在直线与巷道顶板的交点到所述冒落带注浆孔的孔口之间的直线距离。