超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法技术

本发明专利技术涉及一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法，可通过注浆泵的压力，将水泥浆液通过注浆管注入囊袋，可在巷道开挖的轮廓外形成圆柱状水泥柱，支护和加固巷道的顶板和两帮围岩，在预挖巷道周围围岩形成一层止水、稳定的承载壳，同时，搭接段又可起到超前锚杆的作用，从而达到增加岩体的自稳时间，提高开挖面周围岩体的自稳能力，限制地层松驰变形的目的。

Construction Method of Advanced Bag Pregrouting Quickly Passing through Mined-out Area in High Outburst Mine

The present invention relates to a construction method of advanced bag pre-grouting which can quickly pass through the goaf of high outburst mine. Through the pressure of grouting pump, cement slurry can be injected into the bag through the grouting pipe. The outline of the excavated roadway can be shaped into a cylindrical cement column to support and reinforce the roof and surrounding rock of the roadway and form a layer of water-stopping and stable bearing shell around the pre-excavated roadway. At the same time, the overlap section can also play the role of advance bolt, so as to increase the self-stability time of rock mass, improve the self-stability ability of rock mass around the excavation face, and limit the relaxation and deformation of strata.

【技术实现步骤摘要】
超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法
本专利技术涉及煤矿巷道挖掘的
，特别涉及一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法。
技术介绍
对煤炭资源进行开采的过程前，需要设计为整个采区服务的开拓准备巷道，在下一开采水平开拓准备巷道的施工过程中，往往会遇到穿越上一开采水平的采空区的情况。由于采空区塌落情况不好确定，塌落围岩强度低，开挖易塌方，出现顶板事故，同时高突矿井采空区内瓦斯含量高，瓦斯浓度、瓦斯压力变化不定，对施工非常不利。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法。本专利技术的技术方案是：一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法，包括以下步骤：（1）确定开挖巷道的路径、截面形状和尺寸；（2）管棚管制作：取用焊接钢管作为注浆管，所述注浆管的尾端加工成梢头封闭，所述注浆管的起始端连接管径小于注浆管的进浆管，注浆管尾部设置注浆孔，所述进浆管的一侧设置有焊接在注浆管侧面的排气管，采用风筒布制作直径1m的圆筒状囊袋，囊袋的一端设置进浆口，所述注浆管的尾部从进浆口伸入囊袋，所述排气管的尾部也伸入囊袋，所述囊袋内的空气排出并缠绕在注浆管上；（3）钻孔：沿着确定好的开挖巷道顶部钻管棚管插孔，管棚管插孔在开挖巷道顶部上方均匀布置；（4）插入管棚管：将制作好的管棚管的尾部插入管棚管插孔，进浆管和排气管留在外面；（5）注浆：注浆设备采用煤矿用气动注浆泵，注浆的浆液为水泥和水玻璃的混合浆液，注浆压力为1-2MPa；（6）巷道掘进：插入到管棚管插孔内的注浆管的前三分之二长度为掘进段、后三分之一长度为搭接段，搭接段的长度不小于1.5m，沿着既定路径将掘进段开挖完毕巷道进行开挖掘进；（7）巷道支护：在掘进过程中将已掘进的巷道进行支护，支护采用U29金支架后再进行喷浆支护；（8）循环施工：重复步骤（3）-步骤（7），直到完全通过采空区。优选的，在步骤（7）中，进行喷浆支护后进行壁后注浆，向开挖巷道的侧壁垂直钻孔进行注浆。优选的，进行壁后注浆时，逐排钻孔，长注浆孔和短注浆孔隔排布置。优选的，所述注浆管采用DN40焊接钢管，所述管棚管插孔的直径不小于55mm。优选的，所述排气管的头部设置螺纹且连接阀门，所述排气管的尾部向外侧弯曲。优选的，所述注浆管的出浆孔设置在尾部，所述出浆孔的直径为10mm，所述出浆孔的数量不少于5个，每两个所述出浆孔之间的距离为200mm。优选的，所述开挖巷道的截面为拱形。本专利技术的有益效果是：本专利技术的超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法，可通过注浆泵的压力，将水泥浆液通过注浆管注入囊袋，可在巷道开挖的轮廓外形成圆柱状水泥柱，支护和加固巷道的顶板和两帮围岩，在预挖巷道周围围岩形成一层止水、稳定的承载壳。同时，搭接段又可起到超前锚杆的作用，从而达到增加岩体的自稳时间，提高开挖面周围岩体的自稳能力，限制地层松驰变形的目的。本专利技术解决了设备道过采空区的支护难题，封闭采空区的有毒有害气体的溢出，保证施工安全。该施工方法安全可靠，操作性强，施工速度快，可为采面的投产提供了保障。附图说明图1为本专利技术的施工剖面图；图2为管棚管布置图；图3为管棚管的结构示意图；图4为壁后注浆示意图；图4中a为长孔注浆示意图；图4中b为短孔注浆示意图；图5为其中一个测站的观测曲线表；图6为另一个测站的观测曲线表；图中：1.开挖巷道、2.采空区、3.掘进段、4.搭接段、5.管棚管、51.注浆管、52.进浆管、53.排气管、54.囊袋、6.长注浆孔、7.短注浆孔。具体实施方式本专利技术的具体实施方式参见图1-4：一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法，如图1-4，包括以下步骤：（1）确定开挖巷道1的路径、截面形状和尺寸，开挖巷道1的截面为拱形；（2）管棚管5制作：取用DN40焊接钢管作为注浆管51，所述管棚管5插孔的直径不小于55mm，所述注浆管51的尾端加工成梢头封闭，所述注浆管51的起始端连接管径小于注浆管51的进浆管52，注浆管51尾部设置注浆孔，所述进浆管52的一侧设置有焊接在注浆管51侧面的排气管53，所述排气管53的头部设置螺纹且连接阀门，所述排气管53的尾部向外侧弯曲，所述注浆管51的出浆孔设置在尾部，所述出浆孔的直径为10mm，所述出浆孔的数量不少于5个，每两个所述出浆孔之间的距离为200mm，采用风筒布制作直径1m的圆筒状囊袋54，囊袋54的一端设置进浆口，所述注浆管51的尾部从进浆口伸入囊袋54，所述排气管53的尾部也伸入囊袋54，所述囊袋54内的空气排出并缠绕在注浆管51上；（3）钻孔：沿着确定好的开挖巷道1顶部钻管棚管5插孔，管棚管5插孔在开挖巷道1顶部上方均匀布置；（4）插入管棚管5：将制作好的管棚管5的尾部插入管棚管5插孔，进浆管52和排气管53留在外面；（5）注浆：注浆设备采用煤矿用气动注浆泵，注浆的浆液为水泥和水玻璃的混合浆液，注浆压力为1-2MPa；（6）巷道掘进：插入到管棚管5插孔内的注浆管51的前三分之二长度为掘进段3、后三分之一长度为搭接段4，搭接段4的长度不小于1.5m，沿着既定路径将掘进段3开挖完毕巷道进行开挖掘进；（7）巷道支护：在掘进过程中将已掘进的巷道进行支护，支护采用U29金支架后再进行喷浆支护，进行喷浆支护后进行壁后注浆，进行壁后注浆时，逐排钻孔，长注浆孔6和短注浆孔7隔排布置，向开挖巷道1的侧壁垂直钻孔进行注浆；（8）循环施工：重复步骤（3）-步骤（7），直到完全通过采空区2。我单位进行施工的八矿二号井己五采区己15-15060风巷高位巷设备穿越采空区2采用本专利技术的施工方法，原计划施工30天过采空区2，通过采用管棚囊袋54注浆技术，实际施工时间仅10天，节约2/3的时间，同时可节约人工成本月20万元，减少维修费用约162万元。为了检验本专利技术的施工效果，在开挖巷道1穿过采空区2段建立2个测站对巷道的围岩表面的变形进行2个月的观测，其中一个测站的观测曲线表为见图5，另一个测站的观测曲线表见图6；通过图5、6可以看出，经过采用本专利技术的施工方法施工40天后巷道支护体系已经充分发挥支护作用，较好地控制了设备道采空区区段的围岩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）确定开挖巷道的路径、截面形状和尺寸；（2）管棚管制作：取用焊接钢管作为注浆管，所述注浆管的尾端加工成梢头封闭，所述注浆管的起始端连接管径小于注浆管的进浆管，注浆管尾部设置注浆孔，所述进浆管的一侧设置有焊接在注浆管侧面的排气管，采用风筒布制作直径1m 的圆筒状囊袋，囊袋的一端设置进浆口，所述注浆管的尾部从进浆口伸入囊袋，所述排气管的尾部也伸入囊袋，所述囊袋内的空气排出并缠绕在注浆管上；（3）钻孔：沿着确定好的开挖巷道顶部钻管棚管插孔，管棚管插孔在开挖巷道顶部上方均匀布置；（4）插入管棚管：将制作好的管棚管的尾部插入管棚管插孔，进浆管和排气管留在外面；（5）注浆：注浆设备采用煤矿用气动注浆泵，注浆的浆液为水泥和水玻璃的混合浆液，注浆压力为1‑2MPa；（6）巷道掘进：插入到管棚管插孔内的注浆管的前三分之二长度为掘进段、后三分之一长度为搭接段，搭接段的长度不小于1.5m，沿着既定路径将掘进段开挖完毕巷道进行开挖掘进；（7）巷道支护：在掘进过程中将已掘进的巷道进行支护，支护采用U29金支架后再进行喷浆支护；（8）循环施工：重复步骤（3）‑步骤（7），直到完全通过采空区。...

【技术特征摘要】
1.一种超前囊袋预注浆快速穿过高突矿井井下采空区的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）确定开挖巷道的路径、截面形状和尺寸；（2）管棚管制作：取用焊接钢管作为注浆管，所述注浆管的尾端加工成梢头封闭，所述注浆管的起始端连接管径小于注浆管的进浆管，注浆管尾部设置注浆孔，所述进浆管的一侧设置有焊接在注浆管侧面的排气管，采用风筒布制作直径1m的圆筒状囊袋，囊袋的一端设置进浆口，所述注浆管的尾部从进浆口伸入囊袋，所述排气管的尾部也伸入囊袋，所述囊袋内的空气排出并缠绕在注浆管上；（3）钻孔：沿着确定好的开挖巷道顶部钻管棚管插孔，管棚管插孔在开挖巷道顶部上方均匀布置；（4）插入管棚管：将制作好的管棚管的尾部插入管棚管插孔，进浆管和排气管留在外面；（5）注浆：注浆设备采用煤矿用气动注浆泵，注浆的浆液为水泥和水玻璃的混合浆液，注浆压力为1-2MPa；（6）巷道掘进：插入到管棚管插孔内的注浆管的前三分之二长度为掘进段、后三分之一长度为搭接段，搭接段的长度不小于1.5m，沿着既定路径将掘进段开挖完毕巷道进行开挖掘进；（7）巷道支护：在掘进过程中将已掘进的巷道进行支护，支护采用U29金支架后再进行喷浆支护；（...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东超，吴铭，郝万海，武江海，张红涛，孙鹏翔，王冲，杨红波，张延年，高飞，高志兴，张文山，罗飞宇，李文超，李洋，常涛，李书豪，
申请(专利权)人：平煤神马建工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41