一种煤矿巷道破碎围岩层次注浆工艺和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿巷道破碎围岩层次注浆工艺和方法，对隧道、基坑、边坡等工程注浆加固也有一定的适应性。
【背景技术】
[0002]煤矿巷道破碎围岩注浆加固已经成为控制围岩变形，防止片帮、冒顶事故的有效技术措施之一，但是现行的普通水泥或高分子注浆材料，无法适应围岩破坏和渗透特性的分区特征；普通水泥注浆材料存在浅层漏浆严重、深层可注性差、固化时间长等问题，高分子注浆材料存在性能参数固定、成本高、有毒腐蚀性等缺点。部分矿井采用浅层高分子材料注浆，深层普通水泥或超细水泥注浆材料，虽能起到一定效果，但需要深层和浅层分别钻孔,且浅层高分子材料注浆成本奇高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对煤矿巷道破碎围岩注浆过程中浅层漏浆严重、深层可注性差、浅层和深层注浆材料不能同一、浅层和深层注浆钻孔不能统一等技术难题，提供一种层次注浆工艺和方法，更加适应围岩的破碎程度和渗透特性分区特征。
[0004]本发明为解决上述技术问题所提供的技术方案如下:
一种煤矿巷道破碎围岩层次注浆工艺和方法，按如下步骤操作进行:
Si:垂直或斜交巷道围岩施工注浆钻孔；
S2:插入孔口封孔装置和深层注浆导流管、深层注浆花管，填塞棉纱封孔；
S3:连接外层注浆接头，通过外层注浆管对浅层破碎区注浆，直至形成有效止浆层；
S4:连接内层注浆接头，通过内层注浆管对围岩深层进行注浆。
[0005]进一步，步骤SI中，注衆钻孔的孔口 2m部分孔径至少Φ42ι?πι,其余部分孔径^ Φ 28mm,孔深 > 2000mm。
[0006]进一步，步骤S2中，插入注浆钻孔之前，在封孔装置的前后两端缠绕棉纱，并通过连接件将封孔装置、注浆导流管和注浆花管连接。
[0007]进一步，步骤S2中所述的封孔装置(5)为双层钢管焊接而成，长度为2000mm，外层采用DN25无缝钢管，内层采用DN15无缝钢管，外层钢管两端表面焊接用于固定棉纱的铁丝，焊接长度为30(T500mm。
[0008]进一步，本方法所采用的注浆材料为无机双液注浆材料,该种材料由粉状的A料、B料组成，其中A料由93°/Γ98%的硫铝酸盐水泥熟料和按重量计2°/Γ7%的复合添加剂组成，B料由60°/Γ85%的石膏、10°/Γ25%的石灰、2°/Γ7%复合添加剂组成，所述两种材料分别加水搅拌，通过注浆混合器混合后，Γ5分钟失去流动性，5?15分钟完全固化。
[0009]进一步，步骤S3中对浅层破碎区的注浆采用的工艺参数为低水灰比0.6、.8:1，配合低压0?lMPa、低流量5?10L/min。
[0010]进一步，步骤S4中对围岩深层的注浆采用的工艺参数为高水灰比0.8?1.5:1。
[0011]进一步，本方法所采用的注浆系统为双液注浆系统，包括2台气动或电动式搅拌桶，3个储浆桶和I台气动或液压式的双液注浆泵。
[0012]本发明的有益效果如下:采用本发明的技术方案，能够实现巷道围岩同一钻孔层次注浆，注浆成本较低，注浆效果良好。
【附图说明】
[0013]图1为本发明施工状态示意图；
图2为本发明采用注浆系统示意图。
[0014]图中标号:1_围岩破碎区；2_围岩塑性区；3_围岩弹性区；4_注衆钻孔；
5-封孔装置；6_浅层注浆连接头；7_深层注浆连接头；8、8’ -缠绕棉纱封堵；9_
外层注浆管；10_外层出浆孔；11_深层注浆导流管；12_连接件；13_深层注浆射浆孔；
14-深层注浆花管。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0016]一种煤矿巷道破碎围岩层次注浆工艺和方法，如图1所示，按如下步骤操作进行: 第一步，垂直或斜交巷道围岩施工注浆钻孔，其中孔口 2m部分孔径至少Φ 42mm，其余部分孔径要求> Φ 28mm,孔深根据注浆加固需要，一般超过2000mm ；
第二步，在封孔装置的前后两端缠绕棉纱，缠绕长度200?300mm，形成厚度略大于孔口孔径，连接深层注浆管(深层注浆导流管、深层注浆花管)，并插入孔内；
第三步，连接外层注浆接头，通过外层注浆管对浅层破碎区注浆，该区域注浆宜采用低水灰比注浆材料,配合低压、低流量注浆工艺参数,注浆方式以充填注浆为主,其主要目的为浅层堵漏和封孔，从而形成深层注浆的止浆层(墙)；
第四步，浅层注浆完成后，形成有效止浆层后，连接内层注浆接头，通过内层注浆管对围岩深层进行注浆；深层注浆宜提高注浆材料水灰比，从而降低材料粘度、提高流动特性、延长初凝和固化时间，并配合中高压注浆参数，以渗透和劈裂注浆为主，其主要目的是深层裂隙围岩加固。
[0017]要实现上述目的，宜采用双液无机注浆材料，本方法所采用的注浆材料为无机双液注浆材料，该种材料由粉状的A料、B料组成，其中A料由93°/Γ98%的硫铝酸盐水泥熟料和按重量计2°/Γ7%的复合添加剂组成，B料由60°/Γ85%的石膏、10°/Γ25%的石灰、2°/Γ7%复合添加剂组成，所述两种材料分别加水搅拌,通过注浆混合器混合后，Γ5分钟失去流动性，5?15分钟完全固化，具有成本低，无毒腐蚀性等特点。材料的粘度、初凝时间、固化时间与水灰比关系较大，低水灰比(0.6?0.8:1)条件下，浆料粘度较大，60?90s失去流动性，5?7min内完全固化；高水灰比(0.8?1.5:1)条件下，材料粘度较小，90?300s内失去流动性，7?15min完全固化。
[0018]要实现上述目的，宜采用特殊加工的孔口封孔装置。该孔口封孔装置为双层钢管焊接而成，长度一般为2000m，外层一般采用DN25无缝钢管，内层一般采用DN15无缝钢管；外层钢管两端表面焊接铁丝，焊接长度300?500mm，用于固定棉纱；浅层注浆采用速凝、高粘度材料，故采用棉纱封孔即可阻挡浆液外流。
[0019]要实现上述目的，浅层注浆效果较为关键，必须实现良好的封孔和止浆效果后，才能实现深层中高压注浆，浅层注浆采用低水灰比(0.6?0.8:1