[发明专利]一种气-水泥浆液混合式深孔循环高压劈裂注浆方法

权利要求书

1.一种气-水泥浆液混合式深孔循环高压劈裂注浆方法，其特征在于：对综采工作面顶板注浆孔进行分段循环式施工，即根据注浆孔的长度，将注浆孔分为n个分段，首先施工位于孔口的第1个分段，施工包括顺序的钻孔和注浆工作，待第1个分段施工完成后施工第2个分段，如此循环直至完成n个分段的施工；在综采工作面顶板施工一个以上注浆孔；对所有注浆孔的第1个分段施工完成后，对所有注浆孔的第2个分段进行施工，如此循环，直至所有注浆孔的所有个分段都施工完成；在对所有注浆孔的每一个分段的施工过程中，先完成所有注浆孔当前分段的钻孔工作，然后再完成所有注浆孔当前分段的注浆工作；在注浆工作阶段，首先将通过高压大容量空气压缩机输出的气体和通过高压注浆泵泵出的浆液同时送入气-浆混合器，形成气-水泥浆液混合物，气-水泥浆液混合物通过注浆管注入到注浆孔内；在注浆工作前，在孔口钢管内安装止浆塞。

2.根据权利要求1所述的气-水泥浆液混合式深孔循环高压劈裂注浆方法，其特征在于：在第1个分段钻孔工作完成后，在孔口位置安装孔口钢管。

3.根据权利要求1所述的气-水泥浆液混合式深孔循环高压劈裂注浆方法，其特征在于：在综采工作面顶板施工一排注浆孔，由该排注浆孔的一端开始，对注浆孔进行顺序编号，在对所有注浆孔的每一个分段的施工过程中，先由小到大依次施工每个注浆孔的钻孔工作，待完成所有注浆孔当前分段的钻孔工作后，先由小到大依次施工单号/双号注浆孔的注浆工作，待完成所有单号/双号注浆孔当前分段的注浆工作后，再由小到大依次施工双号/单号注浆孔的注浆工作。

4.根据权利要求1所述的气-水泥浆液混合式深孔循环高压劈裂注浆方法，其特征在于：在综采工作面顶板施工M排注浆孔，第m排施工N_m个注浆孔，M≥2，N_m≥2，m=1,2,3...M；由位于侧边的一排开始，对注浆孔所处排顺序编号（1,2,3...M），对于第m排注浆孔，由统一的一端开始，对注浆孔进行顺序编号（1,2,3...N_m）；对所有注浆孔当前分段的钻孔工作中，按由小到大顺序按排依次施工，对于每一排，按由小到大顺序逐个施工，直至完成所有注浆孔当前分段的钻孔工作；在对所有注浆孔当前分段的注浆工作中，分M个轮回进行：第一个轮回从第一排的第一个注浆孔开始施工第m排的第m个注浆孔，施工完所有排后呈V型反向顺序施工，形成规则的W波浪线顺序；第二个轮回从第一排的第二个注浆孔开始施工第m排的第m+1个注浆孔，施工完所有排后呈V型反向顺序施工，形成规则的W波浪线顺序；第三个轮回从第一排的第三个注浆孔开始施工第m排的第m+2个注浆孔，施工完所有排后呈V型反向顺序施工，形成规则的W波浪线顺序；如此循环，直至施工完所有注浆孔，当排尾部不足的注浆孔使用前部未施工的注浆孔补充。

5.根据权利要求1所述的气-水泥浆液混合式深孔循环高压劈裂注浆方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：在综采工作面顶板施工两排注浆孔；根据注浆孔的长度，将注浆孔分为n个分段，每个分段的长度为10~30 m；

步骤二：施工第1个分段的钻孔工作

将地质钻机放置在综采工作面一侧或两侧的顺槽内，在综采工作面的顶板煤岩体上按设定位置施工第一排第一个注浆孔的第1个分段的钻孔工作，钻孔的直径为100~120 mm，保证第1个分段的终孔位置落在顶板煤岩体内，待钻孔工作完成后，在第1个分段内安装孔口钢管；

逐个施工完第一排当前分段的钻孔，然后逐个施工完第二排当前分段的钻孔；

步骤三：施工第1个分段的注浆工作

将强度等级为32.5~42.5普通硅酸盐水泥与水按照0.6~0.8的水灰比在搅拌与储浆器中搅拌均匀形成水泥浆液，水泥浆液通过耐高压软管流入到高压注浆泵；通过高压大容量空气压缩机输出的气体与高压注浆泵泵出的水泥浆液通过耐高压软管流入到气-浆混合器中，再通过注浆管将气-水泥浆液注入到第一排第一个注浆孔的第1个分段的钻孔中；在注浆前在孔口钢管内安装止浆塞，以防止浆液倒流；通过压力表监测浆液与气体的压力，注浆压力为10~30 MPa，气体压力5~15 MPa；

按照第一排第一个、第二排第二个、第一排第三个……的顺序交错施工完第一排的单数号注浆孔和第二排双数号注浆孔的注浆工作，再按照第二排第一个、第一排第二个、第二排第三个……的顺序交错施工完第二排的单数号注浆孔和第一排双数号注浆孔的注浆工作；

步骤四：施工第2~n个分段的钻孔工作

按照施工第1个分段的注浆工作的顺序和方法，依此施工第2~n个分段的钻孔工作。