一种煤矿陷落柱加固施工工艺的制作方法

1.本发明属于煤矿领域，尤其涉及一种煤矿陷落柱加固施工工艺。


背景技术：

2.目前随着浅层煤资源的日益枯竭，煤矿不断向深部开采，煤矿深部防治水问题已成为煤矿安全生产直接面对的问题，因陷落柱导水致煤矿淹井事故时有发生。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种施工方便，且可煤矿开采前预先对陷落柱进行加固和治理的施工方法。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种煤矿陷落柱加固施工工艺，包括如下步骤：
5.步骤1：在煤矿拟开采工作面的地表处利用三维地震技术对地层发育进行诊断，并根据诊断结果来圈定陷落柱的发育范围；
6.步骤2：根据步骤1所圈定的陷落柱发于范围在煤矿的煤层底板下方上下间隔设置至少两层由水泥浆构成的加固面，且相邻的两层所述加固面之间的间距为30
‑
40m，而最上层的所述加固面与所述煤层底板之间间距为30
‑
40m。
7.上述技术方案的有益效果在于：通过在煤层底板下方设置至少两个加固面，如此可对有效的将陷落柱通水通道进行封闭，改变了以往边改变了以往的边采边治理的现状，同时能预防透水事故的发生。
8.上述技术方案中所述步骤2中多层所述加固面由下向上依顺序逐层施工。
9.上述技术方案的有益效果在于：如此使得其加固效果更佳，同时可减少水泥浆的用量。
10.上述技术方案中所述步骤2中每层所述加固面的施工方法如下：
11.步骤2.1：在每个所述加固面钻取一个水平分布的主孔，并在所述加固面上间隔均匀的钻取多个与所述主孔贯通的分支孔；
12.步骤2.2：向每个所述分支孔内压注水泥浆；
13.步骤2.3：在同一所述加固面的多个所述分支孔注浆完成后对主孔压注水泥浆进行固封。
14.上述技术方案的有益效果在于：其施工方便，且利用每个所述分支孔进行压力注浆，并由水泥浆经对应的分支孔扩散至对陷落柱的通水通道进行充分的封堵。
15.上述技术方案中所述步骤2.1中同一加固面中相邻的两个所述分支孔之间的水平间距为20
‑
30m。
16.上述技术方案的有益效果在于：如此可使得注浆压力适中。
17.上述技术方案中所述步骤2.2中每个所述分支孔的压注至其井口的压力达到净水压力的1.5倍即可停止注浆。
18.上述技术方案的有益效果在于：如此可避免造成水泥浆浪费。
19.上述技术方案中所述水泥浆的密度为1.2
‑
1.4g/cm3。
20.上述技术方案的有益效果在于：如此通过采用低密度水泥浆进行压注，可平衡地层压力，从而使得水泥浆的流动性能更佳，同时其堵漏效果更佳。
附图说明
21.图1为本发明实施例中某煤矿陷落柱预加固平面布置图。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
23.本实施例提供了一种煤矿陷落柱加固施工工艺，包括如下步骤：
24.步骤1：在煤矿拟开采工作面的地表处利用三维地震技术(属于现有技术)对地层发育进行诊断，并根据诊断结果来圈定陷落柱的发育范围；
25.步骤2：根据步骤1所圈定的陷落柱发于范围在煤矿的煤层底板下方上下间隔设置至少两层由水泥浆构成的加固面，且相邻的两层所述加固面之间的间距为30
‑
40m，而最上层的所述加固面与所述煤层底板之间间距为30
‑
40m，通过在煤层底板下方设置至少两个加固面，如此可对有效的将陷落柱通水通道进行封闭，改变了以往边改变了以往的边采边治理的现状，同时能预防透水事故的发生。
26.上述技术方案中所述步骤2中多层所述加固面由下向上依顺序逐层施工，如此使得其加固效果更佳，同时可减少水泥浆的用量。
27.上述技术方案中所述步骤2中每层所述加固面的施工方法如下：
28.步骤2.1：在每个所述加固面钻取一个水平分布的主孔，并在所述加固面上间隔均匀的钻取多个与所述主孔贯通的分支孔；
29.步骤2.2：向每个所述分支孔内压注水泥浆；
30.步骤2.3：在同一所述加固面的多个所述分支孔注浆完成后对主孔压注水泥浆进行固封，其施工方便，且利用每个所述分支孔进行压力注浆，并由水泥浆经对应的分支孔扩散至对陷落柱的通水通道进行充分的封堵。
31.上述技术方案中所述步骤2.1中同一加固面中相邻的两个所述分支孔之间的水平间距为20
‑
30m，如此可使得注浆压力适中。
32.上述技术方案中所述步骤2.2中每个所述分支孔的压注至其井口的压力达到净水压力的1.5倍即可停止注浆，如此可避免造成水泥浆浪费。
33.上述技术方案中所述水泥浆的密度为1.2
‑
1.4g/cm3，如此通过采用低密度水泥浆进行压注，可平衡地层压力，从而使得水泥浆的流动性能更佳，同时其堵漏效果更佳。
34.在加固面施工完成，若位于上方的加固面的水泥浆的用量低于其下方加固面的水泥浆用量则可认为其加固效果良好，实现了多层加固的目的，若某一分支孔的注浆量异常增多，则可在该分支孔的附近增设分支孔以增大分支孔的分布密度，并对每个增设的分支孔进行压注水泥浆。
35.以某一煤矿为例，其经过三维地质及陷落柱勘察孔圈定了如图1所示的三维地震
异常区以及陷落柱边界，为在该工作面开采前对陷落柱进行预加固，预加固工艺分为以下步骤完成：
36.第一步：在煤层底板以下70m处布置第一层加固工作面，在其上布置五个第一分支孔，五个第一分支孔在图1中序号分别表示为w4
‑
1、w4
‑
2、w4
‑
3、w4
‑
4和w4
‑
7，相邻两个第一分支孔的间距为30m。
37.第二步：依次对五个第一分支孔注浆加固，浆液采用1.2
‑
1.4g/cm3的水泥浆，当注浆孔口压力达到静水压力1.5倍时结束注浆，注浆期间统计各个第一分支孔的注浆量及压力变化速率。
38.第三步：待第一层加固工作面所有分支孔注浆达到标准后，在距离煤层底板以下30m处设计布置第二层加固工作面，在其上布置五个第二分支孔，五个第一分支孔在图1中序号分别表示为w3
‑
10、w3
‑
12、w3
‑
14、w3
‑
16和w3
‑
18，相邻两个第二分支孔的间距为30m。
39.第四步：依次对五个第二分支孔注浆加固，浆液采用1.2
‑
1.4g/cm3的水泥浆，当注浆孔口压力达到静水压力1.5倍时结束注浆，注浆期间统计各个第二分支孔的注浆量及压力变化速率。
40.第五步：统计第一层加固工作面和第二层加固工作面的注浆量及注浆压力变化，如果第二层加固面注浆量远远小于第一层加固面则说明达到了双重加固目的，反之分析注浆量异常的分支孔，再对其加密布置钻孔进行注浆加固。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。