本發(fā)明涉及礦業(yè)領域，特別是涉及一種基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法。

背景技術：

出于圍巖賦存條件差或外界應力擾動，井下巷道往往會出現(xiàn)頂板巖層大范圍冒落，為保證該巷道在服務期內(nèi)滿足其使用性質(zhì)，必須對冒落矸石進行清除，同時對冒頂區(qū)域圍巖進行加固處理，恢復巷道通暢。傳統(tǒng)的做法是在對冒落矸石清除的同時，對空頂區(qū)用木垛進行接頂，木垛下方按巷道設計輪廓線安設背板及金屬支架，工序復雜，尤其是施工人員長時間在無支護的冒空區(qū)作業(yè)，人身安全難以保證，另外，木垛遠不如巖石密實，軟弱圍巖下二次冒落可能性極大，接頂用木材在潮濕環(huán)境下容易腐爛變質(zhì)，因此急需一種簡單、安全、可靠的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種簡單、安全、可靠的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法。

一種基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，包括如下步驟：

(1)冒頂嚴重性判斷：根據(jù)冒落矸石量判斷冒落矸石是否完全堵塞巷道；當冒落矸石完全堵塞巷道時，通過圍巖穩(wěn)定性評價判斷圍巖的穩(wěn)定性，分為圍巖極不穩(wěn)定、圍巖不穩(wěn)定、圍巖穩(wěn)定性一般、圍巖較穩(wěn)定和圍巖極穩(wěn)定；

(2)在巷道斷面中上部冒落的矸石堆中打鉆孔，所述鉆孔的長度方向與巷道底板所在平面呈α角，所述α角的范圍為：

圍巖極不穩(wěn)定條件下角度為60°，圍巖不穩(wěn)定條件下角度為50°，圍巖穩(wěn)定性一般條件下角度為45°，圍巖較穩(wěn)定條件下角度為44°，圍巖極穩(wěn)定條件下角度為26°；

(3)利用鉆孔窺視儀探測冒落矸石上方巖層破裂情況，確定巷道頂板巖層冒落是否形成空頂、形成空頂?shù)那闆r下空頂?shù)捏w積、空頂區(qū)或者冒落帶頂點與巷道頂板的高度差，根據(jù)探測情況設置至少一個空頂區(qū)注漿孔和多個冒落帶注漿孔；

(4)注漿和封孔；

(5)掘進：注漿完成后，巷道頂板巖層冒落形成的采空區(qū)和冒落的矸石堆在注漿液的作用下固結成為一個穩(wěn)定的整體，使用YT28型鑿巖機，沿巷道設計輪廓線，對巷道頂板冒落的矸石堆進行挖掘；

(6)支護：掘進達到一個循環(huán)步距1m時，停止掘進，切斷裸露的注漿錨桿，去掉外圍的黃麻，按上托盤和楔形墊片以及螺絲，人工施加220KN扭矩；

同時，采用背板將掘出的巷道頂板背嚴，由外向里、順風方向逐棚架設U型棚，U型棚沿巷道走向1米1個，對巷道進行支護；完成支護后重復步驟(5)和步驟(6)，進行下一步距的掘進和支護工作，保證在注漿冒落帶下掘進長度控制在1m安全距離以內(nèi)，直至巷道完全貫通；

(7)注漿加固：冒落區(qū)域巷道貫通后，設計長鉆孔，打入注漿錨桿，安裝注漿管注漿，深入到長鉆孔頂部，封孔并注漿。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，步驟(3)中所述空頂區(qū)注漿孔和冒落帶注漿孔的設置方式為：當空頂區(qū)有1.5m³以下或者沒有空頂區(qū)時，在空頂區(qū)只需1個空頂區(qū)注漿孔，此時抽出鉆孔窺視儀，將步驟(2)中的鉆孔當作空頂區(qū)注漿孔使用，并在所述空頂區(qū)注漿孔下部沿垂直方向設置多個冒落帶注漿孔；當空頂區(qū)大于1.5m³時，對步驟(2)中的鉆孔進行封孔處理，同時每1.5m³的空間設置一個空頂區(qū)注漿孔，同時在每個所述空頂區(qū)注漿孔下部沿垂直方向設置多個冒落帶注漿孔；

巷道斷面上所述空頂區(qū)注漿孔和所述冒落帶注漿孔均勻布置，不足1.5m³的按1.5m³計算；所述冒落帶注漿孔數(shù)量根據(jù)冒落帶頂點與巷道頂板的高度差決定，高度差每0.5m～0.8m設置一個所述冒落帶注漿孔，所述空頂區(qū)注漿孔必須貫穿到空頂區(qū)，所述冒落帶注漿孔貫穿冒落帶。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，當巷道冒落帶長度大于3m時，高度差每0.5m～0.7m設置一個所述冒落帶注漿孔，當巷道冒落帶長度小于3m時，高度差每0.7m～0.9m設置一個所述冒落帶注漿孔，所述空頂區(qū)注漿孔和所述冒落帶注漿孔與施工側巷道頂板和冒落交接處之間的距離大于0.4m，所述空頂區(qū)注漿孔和所述冒落帶注漿孔之間或者相鄰兩個所述冒落帶注漿孔之間的距離不小于0.1m。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，所述封孔采用軟木塞和麻黃；所述空頂區(qū)注漿孔的封孔長度不小于300mm，所述冒落帶注漿孔的封孔長度為所述冒落帶注漿孔的長度方向所在直線與巷道頂板的交點到所述冒落帶注漿孔的孔口之間的直線距離。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，步驟(4)中注漿過程中注漿液選用的是礦用化學充填材料固爾亞G03，將雙組份包裝的固爾亞G03中的A組分和B組分以1:1的體積比注入，混合后，在150s的時間內(nèi)其狀態(tài)由液體變?yōu)楣腆w，注漿時，所述空頂區(qū)注漿孔的注漿壓力在1.5MPa-2MPa之間，所述冒落帶注漿孔的注漿壓力控制在1.3MPa-1.5MPa之間，當注漿壓力高于這個范圍時暫停片刻后再注；

待冒落區(qū)矸石堆有注漿液滲出后，注漿孔不進漿時，停止注漿；注漿后由于巷道頂板巖層冒落所形成的的空頂區(qū)會被注漿液形成的具有一定粘結性的固體充填物充滿，從而形成充填材料接頂；冒落的矸石堆在注漿液的粘結作用下，固結成一個相對穩(wěn)定的整體；

所述空頂區(qū)注漿孔采用錨索機打鉆孔，孔徑Ф32mm，孔的深度為5.5m；所述冒落帶注漿孔采用風鉆打鉆孔，孔徑Ф38mm，深度為3.5m，并用掃眼器吹盡孔內(nèi)水及煤巖粉，將注漿錨桿插入孔內(nèi)，注漿錨桿外露50～70mm，方便連接注漿機；

在注漿過程中，注意檢查其它注漿錨桿及煤壁是否有漏漿現(xiàn)象，如有漏漿現(xiàn)象時，在不停機的情況下，用快速水泥或錨固劑進行封堵，當快速水泥或錨固劑凝固后，再繼續(xù)注漿，以防漿液繼續(xù)泄漏，同時將漏液的注漿錨桿標記清楚。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，所述注漿錨桿為中空式，長3.5m，外徑32mm，內(nèi)徑22mm，抗拉強度280KN；

所述注漿錨桿的端部1.5mm的桿體制作成螺紋結構，所述螺紋結構的螺紋齒高1.5mm，螺距12.5mm；所述注漿錨桿的桿體外圍每隔0.3m設置有一圈凹槽和對稱設置的兩個注漿孔，所述凹槽的深度為3mm，寬度為10mm；所述注漿孔連通所述凹槽的底部與所述注漿錨桿的內(nèi)部空間，所述注漿孔直徑為6mm，長度為7mm，所述凹槽從所述注漿錨桿的端部開始共設置10處，第一處距離端部0.05m～0.1m，所述注漿錨桿的前部為錐形設計；

所述注漿錨桿還包括閉合圈，數(shù)量與所述凹槽的數(shù)量一致，所述閉合圈由帶狀結構的本體和固定在其上的兩個柱體構成，所述柱體的高度比所述注漿孔的長度長2mm，所述柱體的直徑與所述注漿孔的直徑一致，所述本體的長度與所述凹槽的底部形成的圓周的周長一致，寬度與所述凹槽的寬度一致，厚度與所述凹槽的深度一致；所述柱體由吸水膨脹材料制成，所述本體由塑料制成；

使用過程中，所述帶狀結構的本體圍合固定在所述凹槽上，所述兩個柱體與所述兩個注漿孔匹配固定，在所述本體的外側采用鋼片繞圈扎緊，纏上黃麻。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，所述U型棚與巷道頂板之間架設鐵背板，所述鐵背板規(guī)格為：長×寬×高＝930mm×150mm×60mm，間隔500±50mm一塊，均勻布置要剎緊背牢，每棚設置四根鐵拉桿，拱頂中線兩側500mm處各一根，兩幫柱腿距底板往上1300mm處各一根；凡有空幫，空頂處一律用坑木背實背牢，頂部要接頂，不得有空幫空頂現(xiàn)象；

所述U型棚的規(guī)格為29/kg/m的支護，U型棚寬度124mm，厚度為16mm，棚距800mm，岔角85°，岔角就是支架柱腿與水平線之間的角度。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，步驟(7)中，所述注漿管的外徑為42mm，內(nèi)徑為22mm，注漿加固過程具體包括如下步驟：

在巷道冒落區(qū)，每隔1.6m布置一個注漿斷面，每個所述注漿斷面上布置8個注漿長鉆孔，孔深5000mm，打入注漿錨桿，安裝注漿管注漿，深入到長鉆孔頂部，封孔并注漿，所述注漿管的外徑為42mm，內(nèi)徑為22mm；

第一個注漿斷面為冒落區(qū)域與巷道頂板匯合處以外0.4m處，8個注漿長鉆孔的布置方式為：在注漿斷面的兩個底角各一個，此處的注漿長鉆孔下岔角度為45°，兩個頂角各一個，此處的注漿長鉆孔上岔角度為30°，幫部中間位置各一個，頂部兩個均勻布置，這四處的注漿長鉆孔均垂直于巖面布置；

注漿方式：采用縱向間隔注漿方法，即初次注漿間隔為3.2m，然后進行復注，每個注漿斷面的注漿順序為自下而上，先注底角孔，再注幫部，最后注頂板孔，隔排注漿。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，所述圍巖穩(wěn)定性評價以煤礦地質(zhì)資料中圍巖巖石質(zhì)量指標RQD的數(shù)據(jù)為標準判斷：當RQD在5-25之間，表示圍巖極不穩(wěn)定；當RQD在25-50之間表示圍巖不穩(wěn)定；當RQD在50-75之間表示穩(wěn)定性一般；當RQD在75-90之間表示較穩(wěn)定；當RQD在90-100之間表示圍巖極穩(wěn)定；同時以地質(zhì)資料中巖性普氏系數(shù)f的數(shù)據(jù)為標準判斷，當f小于3表示圍巖極不穩(wěn)定；當f在3-4之間表示圍巖不穩(wěn)定；當f在4-6之間表示穩(wěn)定性一般；當f在6-7之間表示較穩(wěn)定；當f大于7表示圍巖極穩(wěn)定，由于復雜因素影響，兩項指標需同時參考，取二者中最低值作為圍巖穩(wěn)定性評判結果。

本發(fā)明所述的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，其中，當冒落矸石并未完全堵塞巷道時，說明冒頂不嚴重，人站在矸石堆外側，以冒落矸石為掩護，即空頂處掉落矸石都會砸在矸石堆上，對人不會造成威脅，再從巷道頂板冒落邊緣以里向斜上方均勻打鉆孔注漿，待穩(wěn)定形成一次支護之后，再清除巷道底板上冒落矸石，對于冒落區(qū)域，采用坑木背實背牢，頂部要接頂，不得有空幫空頂現(xiàn)象，同時采用二次支護和加固；

二次支護：切斷裸露的一次支護使用的注漿錨桿，去掉外圍的黃麻，按上托盤和楔形墊片以及螺絲，人工施加210KN扭矩；

同時，采用背板將掘出的巷道頂板背嚴，由外向里、順風方向逐棚架設U型棚，U型棚沿巷道走向1米1個，對巷道進行支護；

所述U型棚與巷道頂板之間架設鐵背板，所述鐵背板規(guī)格為：長×寬×高＝930mm×150mm×60mm，間隔500±50mm一塊，均勻布置要剎緊背牢，每棚設置四根鐵拉桿，拱頂中線兩側500mm處各一根，兩幫柱腿距底板往上1300mm處各一根；凡有空幫，空頂處一律用坑木背實背牢，頂部要接頂，不得有空幫空頂現(xiàn)象；

所述U型棚的規(guī)格為29/kg/m的支護，U型棚寬度124mm，厚度為16mm，棚距800mm，岔角85°，岔角就是支架柱腿與水平線之間的角度；

注漿加固：

在巷道冒落區(qū)，每隔1.6m布置一個注漿斷面，每個所述注漿斷面上布置8個注漿長鉆孔，孔深5000mm，打入注漿錨桿，安裝注漿管注漿，深入到長鉆孔頂部，封孔并注漿，所述注漿管的外徑為42mm，內(nèi)徑為22mm；

第一個注漿斷面為冒落區(qū)域與巷道頂板匯合處以外0.4m處，8個注漿長鉆孔的布置方式為：在注漿斷面的兩個底角各一個，此處的注漿長鉆孔下岔角度為45°，兩個頂角各一個，此處的注漿長鉆孔上岔角度為30°，幫部中間位置各一個，頂部兩個均勻布置，這四處的注漿長鉆孔均垂直于巖面布置；

注漿方式：采用縱向間隔注漿方法，即初次注漿間隔為3.2m，然后進行復注，每個注漿斷面的注漿順序為自下而上，先注底角孔，再注幫部，最后注頂板孔，隔排注漿。

本發(fā)明基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法與現(xiàn)有技術不同之處在于：

本發(fā)明基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法是通過注漿充填加固空頂區(qū)及垮落矸石對巷道冒頂提供一種簡單、安全、可靠處理方法。本發(fā)明主要是通過對冒落矸石形成的空頂區(qū)域進行打孔注漿，利用充填材料的粘結特性，將冒落區(qū)和頂部巖體粘結一起，形成充填材料接頂；在垮落矸石堆進打鉆安裝注漿管，利用注漿充填材料的粘結特性，使破碎的矸石固結，形成一個相對穩(wěn)定的整體，增強其整體性。相對于傳統(tǒng)的做法在對冒落矸石清除的同時，對空頂區(qū)用木垛進行接頂，木垛下方按巷道設計輪廓線安設背板及金屬支架。解決了傳統(tǒng)技術工序復雜，尤其是施工人員長時間在無支護的冒空區(qū)作業(yè)，人身安全難以保證以及接頂用木材在潮濕環(huán)境下容易腐爛變質(zhì)。使得巷道的修復簡單、安全以確保了巷道修復暢通后的穩(wěn)定。

下面結合附圖對本發(fā)明的基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中打探測鉆孔的示意圖；

圖2為本發(fā)明中空頂區(qū)注漿孔和冒落帶注漿孔的示意圖；

圖3為本發(fā)明中空頂區(qū)體積小于1.5m³或者沒有空頂區(qū)情況時，圖2的左視圖；

圖4為本發(fā)明中空頂區(qū)體積大于1.5m³情況時，圖2的左視圖；

圖5為本發(fā)明中開挖第一循環(huán)步距的示意圖；

圖6為本發(fā)明中開挖第一循環(huán)步距后支護過程的示意圖；

圖7為本發(fā)明中鋪設U型棚的巷道斷面圖；

圖8為本發(fā)明中巷道貫通后的示意圖；

圖9為本發(fā)明中注漿錨桿的結構示意圖；

圖10為圖9中注漿孔的局部放大圖；

圖11為本發(fā)明中閉合圈的結構示意圖；

圖12為圖11的仰視圖；

圖13為本發(fā)明中8個注漿長鉆孔的布置圖；

圖14為本發(fā)明中當冒落矸石并未完全堵塞巷道時的支護過程示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種基于兩次支護的頂板塌陷疏通方法，包括如下步驟：

(1)冒頂嚴重性判斷：根據(jù)冒落矸石量判斷冒落矸石是否完全堵塞巷道；當冒落矸石完全堵塞巷道時，通過圍巖穩(wěn)定性評價判斷圍巖的穩(wěn)定性，分為圍巖極不穩(wěn)定、圍巖不穩(wěn)定、圍巖穩(wěn)定性一般、圍巖較穩(wěn)定和圍巖極穩(wěn)定；

(2)在巷道斷面中上部冒落的矸石堆中打鉆孔，鉆孔的長度方向與巷道底板所在平面呈α角，如圖1所示，α角的范圍為：

圍巖極不穩(wěn)定條件下角度為60°，圍巖不穩(wěn)定條件下角度為50°，圍巖穩(wěn)定性一般條件下角度為45°，圍巖較穩(wěn)定條件下角度為44°，圍巖極穩(wěn)定條件下角度為26°；

(因為圍巖越不穩(wěn)定，冒落高度越大，此角度根據(jù)經(jīng)驗和理論計算得出，主要目的是盡可能通過一次性的鉆孔到達冒落頂點，從而精確掌握空頂區(qū)體積和巖層斷裂情況。)

(3)利用鉆孔窺視儀探測冒落矸石上方巖層破裂情況，確定巷道頂板巖層冒落是否形成空頂、形成空頂?shù)那闆r下空頂?shù)捏w積、空頂區(qū)或者冒落帶頂點與巷道頂板的高度差，根據(jù)探測情況設置至少一個空頂區(qū)注漿孔和多個冒落帶注漿孔，如圖2所示；

(4)注漿和封孔；

(5)掘進：注漿完成后，如圖5所示，巷道頂板巖層冒落形成的采空區(qū)和冒落的矸石堆在注漿液的作用下固結成為一個穩(wěn)定的整體，使用YT28型鑿巖機，沿巷道設計輪廓線，對巷道頂板冒落的矸石堆進行挖掘；

(6)支護：如圖6所示，掘進達到一個循環(huán)步距1m時，停止掘進，切斷裸露的注漿錨桿，去掉外圍的黃麻，按上托盤和楔形墊片以及螺絲，人工施加220KN扭矩；

同時，如圖7和圖8所示，采用背板將掘出的巷道頂板背嚴，由外向里、順風方向逐棚架設U型棚，U型棚沿巷道走向1米1個，對巷道進行支護；完成支護后重復步驟(5)和步驟(6)，進行下一步距的掘進和支護工作，保證在注漿冒落帶下掘進長度控制在1m安全距離以內(nèi)，直至巷道完全貫通；

(7)注漿加固：冒落區(qū)域巷道貫通后，設計長鉆孔，打入注漿錨桿，安裝注漿管注漿，深入到長鉆孔頂部，封孔并注漿。

以上步驟已足夠完成本發(fā)明的方法，在此基礎上，還具有如下優(yōu)選方案：

步驟(3)中空頂區(qū)注漿孔和冒落帶注漿孔的設置方式為：當空頂區(qū)有1.5m³以下或者沒有空頂區(qū)時，如圖3所示，在空頂區(qū)只需1個空頂區(qū)注漿孔，此時抽出鉆孔窺視儀，將步驟(2)中的鉆孔當作空頂區(qū)注漿孔使用，并在空頂區(qū)注漿孔下部沿垂直方向設置多個冒落帶注漿孔；如圖4所示，當空頂區(qū)大于1.5m³時，對步驟(2)中的鉆孔進行封孔處理，同時每1.5m³的空間設置個空頂區(qū)注漿孔，同時在每個空頂區(qū)注漿孔下部沿垂直方向設置多個冒落帶注漿孔；

巷道斷面上空頂區(qū)注漿孔和冒落帶注漿孔均勻布置，不足1.5m³的按1.5m³計算；冒落帶注漿孔數(shù)量根據(jù)冒落帶頂點與巷道頂板的高度差決定，高度差每0.5m～0.8m設置一個冒落帶注漿孔，空頂區(qū)注漿孔必須貫穿到空頂區(qū)，冒落帶注漿孔貫穿冒落帶。

當巷道冒落帶長度大于3m時，高度差每0.5m～0.7m設置一個冒落帶注漿孔，當巷道冒落帶長度小于3m時，高度差每0.7m～0.9m設置一個冒落帶注漿孔，空頂區(qū)注漿孔和冒落帶注漿孔與施工側巷道頂板和冒落交接處之間的距離大于0.4m，空頂區(qū)注漿孔和冒落帶注漿孔之間或者相鄰兩個冒落帶注漿孔之間的距離不小于0.1m。

封孔采用軟木塞和麻黃；空頂區(qū)注漿孔的封孔長度不小于300mm，冒落帶注漿孔的封孔長度為冒落帶注漿孔的長度方向所在直線與巷道頂板的交點到冒落帶注漿孔的孔口之間的直線距離。

空頂區(qū)注漿孔插入注漿管和冒落帶注漿孔插入注漿錨桿時，也需要封孔，封孔采用軟木塞套在注漿管或者錨桿上，然后纏上黃麻，將軟木塞與注漿錨桿一起伸入注漿孔內(nèi)，在孔口用錘子等工具把軟木塞楔牢。為防止物料從注漿管與孔壁間隙處流出，減少浪費，空頂區(qū)注漿孔封孔長度不小于300mm，冒落帶注漿孔孔封孔長度為鉆孔與巷道頂板平面交點到孔口的直線距離左右合適，這是為了考慮在按照巷道輪廓線清除冒落矸石之后，可以對注漿錨桿安上托盤和螺絲，保證巷道頂板平面以下冒落矸石不注漿，這樣做的目的有：一是冒落矸石不注漿，工人可以快速清除冒落矸石，減少工作強度和工作量，減小工作時間，提高施工速度；二是封孔長度從孔口到鉆孔與巷道頂板平面交點，保證按照巷道輪廓線清除冒落矸石之后，可以對注漿錨桿安上托盤和螺絲，錨桿由于封孔原因，末端并未受到漿液凝固等影響，可以在清除完冒落矸石后，去掉封孔木塞和黃麻，直接安裝托盤和螺絲，對頂板進行錨桿支護，錨桿注漿的同時安裝托盤和螺絲，起到了二次支護的作用。

步驟(4)中注漿過程中注漿液選用的是礦用化學充填材料固爾亞G03，將雙組份包裝的固爾亞G03中的A組分和B組分以1:1的體積比注入，混合后，在150s的時間內(nèi)其狀態(tài)由液體變?yōu)楣腆w，注漿時，空頂區(qū)注漿孔的注漿壓力在1.5MPa-2MPa之間，冒落帶注漿孔的注漿壓力控制在1.3MPa-1.5MPa之間，當注漿壓力高于這個范圍時暫停片刻后再注；

待冒落區(qū)矸石堆有注漿液滲出后，注漿孔不進漿時，停止注漿；注漿后由于巷道頂板巖層冒落所形成的的空頂區(qū)會被注漿液形成的具有一定粘結性的固體充填物充滿，從而形成充填材料接頂；冒落的矸石堆在注漿液的粘結作用下，固結成一個相對穩(wěn)定的整體；

空頂區(qū)注漿孔采用錨索機打鉆孔，孔徑Ф32mm，孔的深度為5.5m；冒落帶注漿孔采用風鉆打鉆孔，孔徑Ф38mm，深度為3.5m，并用掃眼器吹盡孔內(nèi)水及煤巖粉，將注漿錨桿插入孔內(nèi)，注漿錨桿外露50～70mm，方便連接注漿機；

在注漿過程中，注意檢查其它注漿錨桿及煤壁是否有漏漿現(xiàn)象，如有漏漿現(xiàn)象時，在不停機的情況下，用快速水泥或錨固劑進行封堵，當快速水泥或錨固劑凝固后，再繼續(xù)注漿，以防漿液繼續(xù)泄漏，同時將漏液的注漿錨桿標記清楚。

如圖9和圖10所示，注漿錨桿1為中空式，長3.5m，外徑32mm，內(nèi)徑22mm，抗拉強度280KN；

注漿錨桿1的端部1.5mm的桿體制作成螺紋結構2，螺紋結構2的螺紋齒高1.5mm，螺距12.5mm；注漿錨桿1的桿體外圍每隔0.3m設置有一圈凹槽3和對稱設置的兩個注漿孔4，凹槽3的深度為3mm，寬度為10mm；注漿孔4連通凹槽3的底部與注漿錨桿1的內(nèi)部空間，注漿孔4直徑為6mm，長度為7mm，凹槽3從注漿錨桿1的端部開始共設置10處，第一處距離端部0.05m～0.1m，注漿錨桿1的前部為錐形設計；

如圖11和圖12所示，注漿錨桿1還包括閉合圈5，數(shù)量與凹槽3的數(shù)量一致，閉合圈5由帶狀結構的本體6和固定在其上的兩個柱體7構成，柱體7的高度比注漿孔4的長度長2mm，柱體7的直徑與注漿孔4的直徑一致，本體6的長度與凹槽3的底部形成的圓周的周長一致，寬度與凹槽3的寬度一致，厚度與凹槽3的深度一致；柱體7由吸水膨脹材料制成，本體6由塑料制成；

沒有注漿孔，這樣錐形設計有助于錨桿進入鉆孔，前部沒有注漿孔，體外圍每隔0.3m都有兩個注漿孔對稱分布，這樣設計不會發(fā)生錨桿插進鉆孔之后被前方的砂石堵住的情況；分段式的鉆孔可使冒落帶注漿均勻，保證冒落帶形成整體，并與上覆圍巖連接成整體，不會出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，節(jié)約成本，提高效率。

當閉合圈5繞凹槽3一圈時，剛好柱體7能插入注漿孔4，突起為吸水膨脹材質(zhì)，且比注漿孔4孔口離注漿錨桿1的桿體內(nèi)表面距離多2mm，當注漿時，突起吸水膨脹形成自鎖原理，保證閉合效果，深入注漿通道的柱體7的長度為2mm，太多容易膨脹堵住注漿通道，太少起不到自鎖作用，因此，現(xiàn)場運用和試驗認為本設計的2mm較合適。

使用過程中，帶狀結構的本體6圍合固定在凹槽3上，兩個柱體7與兩個注漿孔4匹配固定，在本體6的外側采用鋼片繞圈扎緊，纏上黃麻。

注漿孔4的間距和數(shù)量影響注漿錨桿1注漿速度、效率和抗拉強度，注漿孔4太密，數(shù)量太多，會降低錨桿的抗拉強度，同時出現(xiàn)不必要的漿液浪費；注漿孔太疏松，數(shù)量太少，注漿錨桿1的抗拉強度受到的影響較小，但是注漿速度太慢，且會出現(xiàn)注漿真空區(qū)，注漿效果會受到很大影響。

注漿孔4的尺寸也會影響注漿錨桿1注漿速度、效率和抗拉強度，注漿孔4的尺寸太大，會嚴重降低注漿錨桿1的抗拉強度，注漿孔4的尺寸太小，注漿阻力增大，在標準的注漿壓力下，注漿錨桿1的注漿速度會降低，同時由于漿液的凝固速度較快，可能會出現(xiàn)孔口附近漿液凝固，造成注漿完成的假象等，注漿效果會受到很大影響。

注漿孔4與外表面的距離主要依據(jù)閉合圈5的強度設計，閉合圈5是在注漿錨桿1端部一個或幾個孔不需要注漿時，用閉合圈5封閉鉆孔可以達到此效果。

綜上，注漿錨桿1的注漿孔的間距和數(shù)量以及尺寸設計，是在本發(fā)明的實施條件下，較合理的一種設計，是一種效果非常好的優(yōu)選方案。實際運用中，根據(jù)錨桿進入冒落帶實際長度，在巷道頂板以下的所有區(qū)域中的注漿孔都用閉合圈閉合注漿孔，并在外面用鋼片繞圈扎緊，纏上黃麻。

U型棚與巷道頂板之間架設鐵背板，鐵背板規(guī)格為：長×寬×高＝930mm×150mm×60mm，間隔500±50mm一塊，均勻布置要剎緊背牢，每棚設置四根鐵拉桿，拱頂中線兩側500mm處各一根，兩幫柱腿距底板往上1300mm處各一根；凡有空幫，空頂處一律用坑木背實背牢，頂部要接頂，不得有空幫空頂現(xiàn)象；

U型棚的規(guī)格為29/kg/m的支護，U型棚寬度124mm，厚度為16mm，棚距800mm，岔角85°，岔角就是支架柱腿與水平線之間的角度。

步驟(7)中，注漿管的外徑為42mm，內(nèi)徑為22mm，注漿加固過程具體包括如下步驟：

如圖13所示，在巷道冒落區(qū)，每隔1.6m布置一個注漿斷面，每個注漿斷面上布置8個注漿長鉆孔，孔深5000mm，打入注漿錨桿，安裝注漿管注漿，深入到長鉆孔頂部，封孔并注漿，注漿管的外徑為42mm，內(nèi)徑為22mm；

第一個注漿斷面為冒落區(qū)域與巷道頂板匯合處以外0.4m處，8個注漿長鉆孔的布置方式為：在注漿斷面的兩個底角各一個，此處的注漿長鉆孔下岔角度為45°，兩個頂角各一個，此處的注漿長鉆孔上岔角度為30°，幫部中間位置各一個，頂部兩個均勻布置，這四處的注漿長鉆孔均垂直于巖面布置；

注漿方式：采用縱向間隔注漿方法，即初次注漿間隔為3.2m，然后進行復注，每個注漿斷面的注漿順序為自下而上，先注底角孔，再注幫部，最后注頂板孔，隔排注漿。

圍巖穩(wěn)定性評價以煤礦地質(zhì)資料中圍巖巖石質(zhì)量指標RQD的數(shù)據(jù)為標準判斷：當RQD在5-25之間，表示圍巖極不穩(wěn)定；當RQD在25-50之間表示圍巖不穩(wěn)定；當RQD在50-75之間表示穩(wěn)定性一般；當RQD在75-90之間表示較穩(wěn)定；當RQD在90-100之間表示圍巖極穩(wěn)定；同時以地質(zhì)資料中巖性普氏系數(shù)f的數(shù)據(jù)為標準判斷，當f小于3表示圍巖極不穩(wěn)定；當f在3-4之間表示圍巖不穩(wěn)定；當f在4-6之間表示穩(wěn)定性一般；當f在6-7之間表示較穩(wěn)定；當f大于7表示圍巖極穩(wěn)定，由于復雜因素影響，兩項指標需同時參考，取二者中最低值作為圍巖穩(wěn)定性評判結果。

以上是冒落矸石完全堵塞巷道時的情況，當冒落矸石并未完全堵塞巷道時，如圖14所示，說明冒頂不嚴重，人站在矸石堆外側，以冒落矸石為掩護，即空頂處掉落矸石都會砸在矸石堆上，對人不會造成威脅，再從巷道頂板冒落邊緣以里向斜上方均勻打鉆孔注漿，待穩(wěn)定形成一次支護之后，再清除巷道底板上冒落矸石，對于冒落區(qū)域，采用坑木背實背牢，頂部要接頂，不得有空幫空頂現(xiàn)象，同時采用二次支護和加固；

二次支護：切斷裸露的一次支護使用的注漿錨桿，去掉外圍的黃麻，按上托盤和楔形墊片以及螺絲，人工施加210KN扭矩；

同時，采用背板將掘出的巷道頂板背嚴，由外向里、順風方向逐棚架設U型棚，U型棚沿巷道走向1米1個，對巷道進行支護；

U型棚與巷道頂板之間架設鐵背板，鐵背板規(guī)格為：長×寬×高＝930mm×150mm×60mm，間隔500±50mm一塊，均勻布置要剎緊背牢，每棚設置四根鐵拉桿，拱頂中線兩側500mm處各一根，兩幫柱腿距底板往上1300mm處各一根；凡有空幫，空頂處一律用坑木背實背牢，頂部要接頂，不得有空幫空頂現(xiàn)象；

U型棚的規(guī)格為29/kg/m的支護，U型棚寬度124mm，厚度為16mm，棚距800mm，岔角85°，岔角就是支架柱腿與水平線之間的角度；

注漿加固：

在巷道冒落區(qū)，每隔1.6m布置一個注漿斷面，每個注漿斷面上布置8個注漿長鉆孔，孔深5000mm，打入注漿錨桿，安裝注漿管注漿，深入到長鉆孔頂部，封孔并注漿，注漿管的外徑為42mm，內(nèi)徑為22mm；

第一個注漿斷面為冒落區(qū)域與巷道頂板匯合處以外0.4m處，8個注漿長鉆孔的布置方式為：在注漿斷面的兩個底角各一個，此處的注漿長鉆孔下岔角度為45°，兩個頂角各一個，此處的注漿長鉆孔上岔角度為30°，幫部中間位置各一個，頂部兩個均勻布置，這四處的注漿長鉆孔均垂直于巖面布置；

注漿方式：采用縱向間隔注漿方法，即初次注漿間隔為3.2m，然后進行復注，每個注漿斷面的注漿順序為自下而上，先注底角孔，再注幫部，最后注頂板孔，隔排注漿。

使用本發(fā)明方法對該礦區(qū)段軌道巷頂板巖層大面積冒落形成的矸石堆的清除工作，具有簡單、高效、可靠的特點，并且修復后的巷道穩(wěn)定性有了明顯的提高。

以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。