[发明专利]松软煤层超前注浆、注水设备及注浆、注水方法

说明书

本发明公开了松软煤层超前注浆、注水设备及注浆、注水方法，属于煤矿开采技术领域，包括棚梁、支护架、注浆锚杆和注水孔，支护架设置在棚梁内，支护架的顶部顶在棚梁上，底部抵在巷道底面上，棚梁顶在巷道的岩体上，注水孔设有多个，多个注水孔呈发散状设置在棚梁外部的岩体上，棚梁外侧边的岩体上设置注浆锚杆。本发明的巷道注浆、注水方法对巷道岩面进行超前注浆，是巷道外围的岩面更加坚固，不会出现透水和塌方的风险；对煤层进行高压注水，注水透过煤层，通过注水不仅解决煤层松软破碎的问题，还有效解决了煤炭开采时产生大量的煤尘的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体地说，本发明涉及松软煤层超前注浆、注水设备及注浆、注水方法。

背景技术

随着煤炭开采量的不断增加，国内许多矿井陆续进入深部开采状态。矿井进入深部开采后，巷道围岩表现出地应力加大、变形破坏加剧、支护困难、多次返修等特征，当遇到含水层时，岩体受影响表现出较为软弱的性质，容易导致围岩变形、地层局部坍塌、遇水点突水等情况，威胁到人员、设备安全，耽误正常生产。现场施工设计中，普遍采用注浆法堵水、加固围岩。注浆技术可将松散破碎的围岩胶结成整体，提高岩体强度，提高围岩承载的能力，而且注浆技术施工方便，成本低廉。现有常用的注浆方法是先在围岩中钻出浅孔，然后插入注浆管进行低压注浆，当浅部岩体承压能力提升至一定程度后再钻出深孔进行高压强注注浆。深浅孔结合的注浆方法保证了岩体的受浆量，扩大了注浆半径，达到了注浆堵水加固的效果。

与此同时，这种注浆方法仍有许多不足：（1）该注浆方法需要两次钻孔施工，两套匹配钻孔规格的注浆管路，互相之间不能串用，劳动强度大，工艺复杂；（2）浅孔注浆完毕后，用钻机施工深孔的过程中，浅部围岩内的浆液会从孔内渗出，造成浅部局部浆液的损失，减弱注浆效果；（3）注浆半径较小，深部岩体不能得到较为充分的注浆。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种松软煤层超前注浆、注水设备及注浆、注水方法，对巷道进行注浆加固巷道，对煤层进行注水使煤炭开采更加安全且减少开采煤尘。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：松软煤层超前注浆、注水设备，包括棚梁、支护架、注浆锚杆和注水孔，所述支护架设置在棚梁内，支护架的顶部顶在棚梁上，底部抵在巷道底面上，棚梁顶在巷道的岩体上，所述注水孔设有多个，多个注水孔呈发散状设置在棚梁外部的岩体上，棚梁外侧边的岩体上设置注浆锚杆。

松软煤层超前注浆、注水方法，包括如下步骤：

（1）在岩体松动部位打钻孔至设计深度，清理干净孔内残渣及余水；

（2）插入与钻孔相匹配的注浆锚杆并注浆；

（3）注浆钻孔的位置沿棚梁的四周发散设置；

（4）在棚梁四周的破碎煤层内打注水孔，往注水孔内注水；

（5）注水方式采用高压注水，注水以煤壁出水为宜。

优选的，所述注浆采用水泥和硅酸钠配置而成，其水灰质量比为0.75：1～1：1，水泥的型号选用PO42.5。

优选的，所述注浆锚杆采用φ25×2000mm的注浆锚杆。

优选的，所述注浆钻孔的眼深不小于2.5m。

优选的，所述相邻两注浆钻孔的间距不大于200mm。

优选的，所述注水孔的深度为5m。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明的松软煤层超前注浆、注水方法对巷道岩面进行超前注浆，使巷道外围的岩面更加坚固，不会出现透水和塌方的风险；对煤层进行高压注水，注水透过煤层，通过注水不仅解决煤层松软破碎的问题，还有效解决了煤炭开采时产生大量的煤尘的问题。

附图说明