[发明专利]煤矿井下平斜巷管棚预注浆超前支护施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下平斜巷穿过煤层、急倾斜煤层、软岩层、构造破碎带以及地表土层明斜井穿过大型建筑物、主要铁路运输线及河床段，使用工作面管棚预注浆超前支护施工工艺。 

背景技术

煤炭是我国工业和国民经济发展的主要能源。目前我国浅部煤炭资源因持续开采已大量减少，矿井的开采深度越来越深。我国的煤炭资源埋深在1000m以下的为2.95万亿吨，占煤炭资源总量的53％。目前煤矿开采深度以每年8-12m的速度增加。目前很多已有多个工作面进入到1000m到1500m的深度。深部矿井与地面“三下工程”(地面表土层过建筑群、过铁路段及过河床段等。)的开发和利用是我国矿业今后的发展趋势。矿井深部施工过程中遇到的煤层、急倾斜煤层、软岩层、构造破碎带以及表土层明斜井过大型建筑物、铁路段、河床段等，一旦发生顶板冒顶事故，非常危险。如何快速、安全通过等一系列科学和技术问题，已成为矿业界的重大理论和技术课题。 

发明内容

本发明目的在于提供一种煤矿井下平斜巷管棚预注浆超前支护施工工艺，在揭过煤层、急倾斜煤层、软岩层、构造破碎带及表土层明斜井等，通过工作面管棚式预注浆，可以有效防止巷道坍塌、大面积冒顶、片帮，杜绝事故发生；施工工艺结构简单，施工速度快，成本低，安全可靠，风险小，还能确保巷道质量。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：。煤矿井下平斜巷管棚预注浆超前支护施工工艺，包括以下步骤： 

(1)止浆墙的施工：把掘进工作面前做钻场，按设计尺寸向巷道轮廓线外扩挖沟槽，垒砌一道止浆墙，止浆墙两边用料石垒砌，中间空槽浇筑混凝土；垒砌前，将巷道出水的地方，安装引水管将水导出；止浆墙垒砌过程中，根据设计方位、倾角，在巷道荒断面外250～400mm之间预埋孔口管，孔口管外露150mm，距法兰盘100mm处，事先焊接一个带有丝扣的接头，止浆墙垒砌好后喷射砼把巷道与止浆墙周边衔接的处填平，凝固24小时后，先把预埋导水的引水管注浆封堵，加固止浆墙。 

(2)管棚钻孔施工：在掘进工作面拱部荒断面外300～500mm周边均匀布置管棚钻孔，管棚孔间距为250～400mm，深度为9m； 

布孔：管棚预注浆采用“周边孔与中部孔”相结合的布孔法，“周边孔”使巷道净断面外5m范围内固结成整体，“中部孔”对整体进行补强注浆加固；将地表土层破碎带岩层裂隙用浆液充填饱满固结成坚固整体，把管棚与巷道周边围岩固结成坚固整体； 

造孔：施工止浆墙的同时，按设计方位、倾角预埋好“周边孔”的孔口管；“中部孔”不预埋孔口管，直接在墙上施工；搭好工作台，把钻机吊运到工作台上固定牢固；施工钻孔，遇到破碎泥土层不进时，反复扫孔，反复注浆，直至施工至设计深度； 

(3)管棚钻孔洗孔施工：造孔达到设计深度后，连接洗孔管路，用高压水把钻孔内泥浆及钻屑清洗干净； 

(4)管棚安装施工：把管棚钢管慢慢下到孔底，把预埋孔口管上的法兰盘与管棚钢管上的子母扣法兰盘对接严实，用螺栓固定；其余注浆钻孔成孔后， 安装伸缩型封孔器，并把封孔器上的大螺母拧紧，使胶垫与钻孔周边充分啮合密实，把管固定牢固； 

(5)管棚预注浆施工：安装注浆管路，根据注浆情况随时调整流量、浆液浓度，注浆时让管棚孔中浆液顺着钻孔向外回浆，使管棚管周围充满浆液与注浆后土层或破碎带形成坚固的整体，注浆压力达到设计注浆压力，即可停止注浆； 

(6)然后按照步骤(2)～(5)循环，施工一个管棚孔，安装一个孔，注浆一个孔，直至注浆结束；工作面管棚预注浆9m，掘进6m、预留3m超前距或者掘进7m、预留2m超前距；向前掘进后，再次管棚预注浆时，按步骤(2)～(5)施工时，不再施工止浆墙，在工作面迎头直接喷射混凝土即可，直至巷道施工完该区段为止。 

所述的步骤(5)出现跑、漏浆的处理：在注浆过程中，发现跑、漏浆现象，可根据现场跑、漏浆情况采取糊、停、点注的方法处理，以减少浆液损失。 

所述的步骤(5)中设计的注浆压力为8～10MPa。 

所述的步骤(2)中在掘进工作面拱部荒断面外400～500mm周边均匀布置管棚钻孔，管棚孔间距为300～400mm。 

所述的步骤(2)中在掘进工作面拱部荒断面外300～400mm周边均匀布置管棚钻孔，管棚孔间距为250～300mm。 

所述的步骤(5)中的注浆利用双液注浆原理采用水泥-水玻璃浆液把巷道周边5m范围内孔隙充填饱满。 

本发明具有以下优点：