石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于煤礦生產(chǎn)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，包括煤體表面設(shè)置的加固層和貫穿至煤體內(nèi)部的多條注水孔；所述加固層采用水泥噴漿方式筑成；所述各注水孔自煤體表面向煤體內(nèi)部呈放射形分布；在注水階段，所述注水孔內(nèi)設(shè)有膨脹注水器；注水結(jié)束后，所述注水孔由混凝土填充，且混凝土內(nèi)預(yù)埋有鋼絲繩。本實(shí)用新型的注水孔采用放射狀布置，在注水階段，由于封孔深度深，可以施加更大的注水壓力，能夠使水充分?jǐn)U散濕潤(rùn)煤體，達(dá)到減塵效果，在加固階段，各注水孔內(nèi)的水泥柱能夠?qū)γ后w形成一定的包裹，大大提高了加固效果。
【專利說(shuō)明】
石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于煤礦生產(chǎn)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦井開采向深部延伸，石門揭煤一直是煤礦安全管理重點(diǎn)，大斷面石門揭煤、過煤段頂板及自由面容易發(fā)生片幫、漏頂引起瓦斯超限，甚至?xí)鹈号c瓦斯突出或瓦斯爆炸等重大事故。石門揭煤前，采用打鉆抽采對(duì)揭煤段煤體進(jìn)行區(qū)域消突措施，鉆孔抽采后煤體松散且干燥，煤體間內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力減小易發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致揭煤期間，粉塵大且易抽漏。傳統(tǒng)上，對(duì)煤體進(jìn)行淺孔低壓注水，因煤體本身滲透性差，造成注水效果有限。傳統(tǒng)上，采用打錨桿、掛網(wǎng)、噴漿對(duì)自由面進(jìn)行加固，炮后外露錨桿影響施工，鋸斷又影響下一步工序，傳統(tǒng)方法不僅浪費(fèi)成本，工序繁瑣，且煤體自身沒有得到加固，炮后，自由面加固間隙易片幫。目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)效果很好的主動(dòng)對(duì)煤體減塵加固施工工藝。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問題在于如何提高煤體注水效果，同時(shí)提高煤體加固結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0004]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，包括煤體表面設(shè)置的加固層和貫穿至煤體內(nèi)部的多條注水孔;所述加固層采用水泥筑成;所述各注水孔自煤體表面向煤體內(nèi)部呈放射形分布；在注水階段，所述注水孔內(nèi)設(shè)有膨脹注水器;注水結(jié)束后，所述注水孔由混凝土填充，且混凝土內(nèi)預(yù)埋有鋼絲繩；
[0005]所述加固層內(nèi)部預(yù)埋有防裂網(wǎng)；
[0006]最上方的注水孔的內(nèi)端延伸至與巷頂平齊位置處；
[0007]左右兩側(cè)注水孔的內(nèi)端分別延伸至與左右巷幫平齊的位置處；
[0008]所述注水孔共設(shè)有五條，各注水孔的孔口均位于煤體表面的中間區(qū)域，其中四條注水孔的孔口呈矩形分布，另一條注水孔的孔口位于矩形中心。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型的注水孔采用放射狀布置，在注水階段，由于封孔深度深，可以施加更大的注水壓力，能夠使水充分?jǐn)U散濕潤(rùn)煤體，達(dá)到減塵效果，在加固階段，各注水孔內(nèi)的水泥柱能夠?qū)γ后w形成一定的包裹，有效的增加了煤體的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力，使煤體形成整體，防止片幫或漏頂，有效解決了煤體粉塵大、易漏、自由面管理難的問題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的主視圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型的俯視圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型的自由面注水結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0016]如圖1-4所示，圖中空心尖頭所示方向?yàn)橄锏?0的施工方向，一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，包括煤體30表面設(shè)置的加固層10和貫穿至煤體30內(nèi)部的多條注水孔11;所述加固層10采用水泥噴漿方式筑成;所述各注水孔11自煤體30表面向煤體30內(nèi)部呈放射形分布;在注水階段，所述注水孔11內(nèi)設(shè)有膨脹注水器111;注水結(jié)束后，所述注水孔11由混凝土 12填充，且混凝土 12內(nèi)預(yù)埋有鋼絲繩121。本實(shí)用新型的注水孔11采用放射狀布置，在注水階段，能夠使水充分?jǐn)U散，在加固階段，各注水孔I內(nèi)的水泥柱12能夠?qū)γ后w20形成一定的包裹，有效的增加了煤體30的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力，使煤體30形成整體，防止片幫或漏頂，有效解決了煤體30粉塵大、易漏、自由面管理難的問題。
[0017]優(yōu)選的，所述加固層內(nèi)部預(yù)埋有防裂網(wǎng)101，進(jìn)一步提高加固層10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0018]優(yōu)選的，最上方的注水孔11的內(nèi)端延伸至與巷頂21平齊位置處；左右兩側(cè)注水孔11的內(nèi)端分別延伸至與左、右巷幫22a、22b平齊的位置處，保證水流充分?jǐn)U散，提高防塵效果O
[0019]優(yōu)選的，所述注水孔11共設(shè)有五條，各注水孔11的孔口均位于煤體30表面的中間區(qū)域，其中四條注水孔11的孔口呈矩形分布，另一條注水孔11的孔口位于矩形中心。
[0020]本實(shí)用新型的具體施工過程如下:
[0021]步驟1:煤體30揭露后，采用掛網(wǎng)噴漿的方式對(duì)自由面進(jìn)行加固，在煤體中按放射狀布置注水孔11，采用鉆頭為0 42mm兩翼型鉆頭，鉆孔深度、角度等參數(shù)根據(jù)巷道20斷面而定，確保注水孔11終點(diǎn)到巷幫22a、22b和巷頂21。
[0022]步驟2:注水孔11施工結(jié)束后，將膨脹注水器111接好注漿管路送入注水孔11底，采用注漿栗進(jìn)行注水，注水壓力達(dá)到3?4MP，穩(wěn)壓后可將膨脹注水器111向外退2m繼續(xù)注水，注水壓力達(dá)到2?3MP，穩(wěn)壓后再將膨脹注水器111向外退至孔口，繼續(xù)注水，注水壓力不超過IMP，防止煤體30自由面片幫。
[0023]步驟3:待注水孔11注水結(jié)束后，將廢舊細(xì)鋼絲繩121塞入注水孔11，再用600mm套管122封堵，注水泥漿和水玻璃混合而成的雙液漿。水泥漿的水灰比1:1，水泥漿與水玻璃(波美度39)的比例為7:1，雙液漿的初凝時(shí)間控制在30s，終凝時(shí)間不超過4h，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整配比，初凝控制30s，保證停注后漿液不外流，終凝控制在4h以內(nèi)，保證爆破后，鋼絲繩水泥粧起到加固作用。
[0024]每茬爆破后，外露出來(lái)的水泥粧的水泥在爆破震動(dòng)下自動(dòng)剝離，柔性細(xì)鋼絲繩121可以盤起或自然垂下，不影響迎頭其他工序。
[0025]揭煤期間，以上步驟I至3步，每2炮循環(huán)一次，起到減塵和加固煤體的作用。
[0026]所述的膨脹注水器111，在水壓力作用下體積膨脹，外壁與孔壁產(chǎn)生擠壓，達(dá)到封孔效果，由于封孔長(zhǎng)度長(zhǎng)，且深入孔底確保煤體能承受較大的注水壓力。其優(yōu)點(diǎn)是可以重復(fù)使用，靈活性強(qiáng)，加快了注水進(jìn)度，節(jié)省了封口材料。
[0027]所述的注水孔11參數(shù)，根據(jù)巷道20斷面可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，確保注水效果和放射形鋼絲繩水泥粧的夾制作用。
[0028]所述雙液漿，由水泥漿和玻璃水通過混合器融合而成，單液漿和水玻璃的配比決定初凝時(shí)間，注漿前，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配比例，確保初凝時(shí)間最優(yōu)。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型創(chuàng)造，凡在本實(shí)用新型創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括煤體表面設(shè)置的加固層和貫穿至煤體內(nèi)部的多條注水孔;所述加固層采用水泥筑成;所述各注水孔自煤體表面向煤體內(nèi)部呈放射形分布;在注水階段，所述注水孔內(nèi)設(shè)有膨脹注水器;注水結(jié)束后，所述注水孔由混凝土填充，且混凝土內(nèi)預(yù)埋有鋼絲繩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述加固層內(nèi)部預(yù)埋有防裂網(wǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:最上方的注水孔的內(nèi)端延伸至與巷頂平齊位置處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:左右兩側(cè)注水孔的內(nèi)端分別延伸至與左右巷幫平齊的位置處。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石門揭煤段煤體減塵加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述注水孔共設(shè)有五條，各注水孔的孔口均位于煤體表面的中間區(qū)域，其中四條注水孔的孔口呈矩形分布，另一條注水孔的孔口位于矩形中心。
【文檔編號(hào)】E21F5/02GK205532693SQ201620352836
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】李萬(wàn)峰, 何禮品, 孟獻(xiàn)錄, 王傳兵, 喬保峰, 侯俊領(lǐng)
【申請(qǐng)人】淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司