[发明专利]一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置

说明书

本发明提供一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置，本发明采用从地面钻孔至破碎顶板进行注浆加固的方法，操作空间较大，不需要专门进行封孔，降低了钻孔注浆的技术难度，克服了原有的井下注浆对钻孔角度限制较大、注浆范围小、封孔难度大、浆液易外流、注浆效果差等缺点；本发明的注浆方法根据煤层破碎顶板以及地面情况，安排钻孔密度、深度以及直径，依次进行钻孔；选取合适的注浆材料，采用本发明注浆装置进行注浆；本发明的注浆装置采用计量泵吸取原料，原料配比准确，设置压力表和流量计，注浆压力及流量稳定可控；浆液扩散区域大，注浆效果好，多孔注浆实现破碎顶板的全覆盖，大大提高了特厚、较厚煤层破碎顶板的整体强度。

技术领域

本发明属于煤层破碎顶板注浆加固的领域，涉及一种防止特厚破碎顶板垮落对工作面液压支架和煤壁造成影响的方法，尤其是一种地面钻孔至煤层特厚破碎顶板注浆加固的方法。

背景技术

我国部分煤矿工作面上方存在着较厚的直接顶，顶板易破碎，其主要有岩层厚度大、岩层强度低、裂隙发育成度高、整体性差、自稳能力低等特点，导致开采过程中工作面顶板和巷道顶板出现冒落现象，三角区出现煤壁片帮、顶板漏顶、冒顶，液压支架压架等安全隐患。引起这一现象的主要因素有顶板岩层自身物理力学性质差、工作面开采反复扰动、局部构造等因素。

工作面破碎顶板允许暴露的时间短，暴露面积较小，若得不到及时支护和控制，将发生漏顶事故，且漏顶范围将越来越大。为了防止破碎顶板发生漏垮型事故，需在局部发生漏顶以前就提前进行控制。

以往技术主要采用加强地质勘探、加强施工管理、超前支护、构造处提前支护、巷道处钻孔注浆等方法进行破碎顶板的支护与控制，但破碎顶板并不能得到完全有效的控制，特别是工作面具有较厚的易破碎顶板时，采用井底钻孔注浆效果一般，首先，易碎顶板厚度较大，工程量较大；其次，井下钻孔施工角度限度较大，钻孔很难达到设计的要求，导致注浆效果较差；最后，井下顶板钻孔注浆范围小、封孔难度大、浆液易外流、注浆效果差。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法及注浆装置，以至少解决目前顶板钻孔施工角度限制较大，注浆范围小，封孔难度大，浆液易外流，注浆效果差等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，根据工作面顶板以及地面情况，依次进行钻孔；

步骤S2，选取注浆材料、确定注浆参数，安装注浆装置；

步骤S3，依次进行注浆。

在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法中，优选地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11，根据工作面顶板破碎情况，确定钻孔的密度和布置方式及钻孔直径大小；

步骤S12，根据工作面煤层破碎顶板的海拔高度和产状以及地面钻孔处的海拔高度，确定每一个地面钻孔的深度；

步骤S13，根据工作面推进方向，按照工作面推进的方向依次进行钻孔。

在如上所述的一种地面钻孔至煤层破碎顶板注浆加固的方法中，优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21，选取马丽散液态高分子树脂材料作为注浆材料，其中A料和B料按体积1∶1进行配比；

步骤S22，取样测试煤层顶板的浆液扩散半径γ、裂隙率n和浆液在裂隙内的有效充填系数β；

步骤S23，确定注浆压力和注浆浆液量；