一种煤矿巷道底鼓的治理方法

本发明属于煤矿巷道底鼓治理，具体涉及一种煤矿巷道底鼓的治理方法。

背景技术：

1、巷道底鼓直接影响了巷道的使用功能，必须进行处理，否则轻则造成煤矿生产效率下降，重则造成煤矿安全问题。常规的煤矿底鼓治理方法有起底、加强支护等，主要有以下问题：

2、1)反复起底很难达成根治效果，且工期长、费用高，另外还会引起巷道围岩失稳的问题。

3、2)加强支护可以在一定程度上缓解底鼓的发生，但造成了大量的生产成本。另外，底鼓在长期吸水条件下支护强度也会逐渐下降，有安全隐患。

4、3)不同于隧道工程，底板铺设防水材料，在工程造价上是不合理的。另外，煤矿巷道两帮甚至底板多为煤层，煤层相对致密，一般的注浆防水材料难以注入。此外，煤矿开拓的巷道多在采煤工作面区域，采煤工程会造成大量的地下水进入矿井，简易的水泥材料不能达到防水效果，造成底板吸水后发生膨胀。

5、4)各类化学材料的使用，在煤矿高瓦斯和易自然发火的情况，施工有一定安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种煤矿巷道底鼓的治理方法。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

3、本发明提供一种煤矿巷道底鼓的治理方法，包括如下步骤：

4、s1、完成煤矿采煤工作面的巷道的掘进；

5、s2、对采煤工作面巷道底板进行岩性识别；

6、s3、测定步骤s2中不同岩性的样品的饱和吸水率；

7、s4、圈定煤层底板膨胀性中等及以上区域，所述膨胀性中等及以上区域即s3中测定的平均饱和吸水率10％以上的岩性所在区域；

8、s5、在步骤s4圈定区域，对除顶板以外区域采用地球物理勘探，圈出潜在导水通道；

9、s6、对s5中圈出的潜在导水通道，采用常规注浆方法封堵，同时对圈定区域按照常规方法进行支护；

10、s7、计算步骤s4每个圈定区域的充水水源和充水强度；

11、s8、在煤炭开采前，设计出每个步骤s4圈定的区域表面喷洒假单胞菌菌液和营养盐液的混合液；

12、s9、在煤炭开采前，依据步骤s8设计出的混合液对步骤s4圈定区域的巷道底板进行喷洒；

13、s10、物理模拟实验得出采煤过程中，步骤s4圈定区域的下渗深度h；

14、s11、采煤工作面推进到步骤s4圈定的区域时，对底板h+2米深度范围内注入巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液；胶结液是指氯化钙和尿素的混合液体，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液按照室内实验来控制其比例；

15、s12、等待采煤工作面推过步骤s4圈定的区域时，停止注入巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液。

16、进一步地，步骤s2中，每种岩性取样的数量至少为3个。

17、进一步地，步骤s3中，每种岩性测定3个样品，取平均值，为平均饱和吸水率。

18、进一步地，步骤s7中，计算方法是通过构建常规的物理相似模型，查明导水裂隙沟通的含水层，并通过钻孔抽水实验获得水文参数，进而采用大井法计算出每个含水层的充水水量。

19、进一步地，步骤s8中，假单胞菌菌液的od600值大于1.8，od600值是指溶液在600nm波长处的吸光值；营养盐液是硝酸钙和尿素的混合液体，硝酸钙和尿素的质量比为2:1～1:2；混合液的ph值在7.5～8.5。

20、进一步地，步骤s9中，喷洒每3天进行一次，结束的标准是表面渗透系数下降至10-5cm/s以下。

21、进一步地，步骤s10中，物理模拟实验是指：依据步骤s7确定的总的含水层的充水水量条件下，采用步骤s9测定的最终渗透系数，在采煤工作面推进一个周期来压所需要的时间，饱和岩体降雨入渗的物理模拟实验。

22、进一步地，步骤s11中，注入方法是在巷道的一侧注入，在另外一侧抽出相应的水。

23、进一步地，步骤s11中，巴氏芽孢杆菌菌液的od600值大于2。

24、进一步地，步骤s11中，室内实验为：将步骤s7确定的充水水源按照充水强度的比例混合，并加入圈定区域的岩性，调整巴氏芽孢杆菌菌液和营养盐液比例，使得混合液的ph值控制在8～9范围。

25、本发明的有益效果是：

26、1)简单易实施；2)材料可注入性好，更加节约工程量和工程周期；3)无高温化学反应，因此有较好的安全性；4)工程价格低廉；5)实施效果好。

技术特征：

1.一种煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s2中，每种岩性取样的数量至少为3个。

3.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s3中，每种岩性测定3个样品，取平均值，为平均饱和吸水率。

4.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s7中，计算方法是通过构建常规的物理相似模型，查明导水裂隙沟通的含水层，并通过钻孔抽水实验获得水文参数，进而采用大井法计算出每个含水层的充水水量。

5.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s8中，假单胞菌菌液的od600值大于1.8，od600值是指溶液在600nm波长处的吸光值；营养盐液是硝酸钙和尿素的混合液体，硝酸钙和尿素的质量比为2:1～1:2；混合液的ph值在7.5～8.5。

6.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s9中，喷洒每3天进行一次，结束的标准是表面渗透系数下降至10-5cm/s以下。

7.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s10中，物理模拟实验是指：依据步骤s7确定的总的含水层的充水水量条件下，采用步骤s9测定的最终渗透系数，在采煤工作面推进一个周期来压所需要的时间，饱和岩体降雨入渗的物理模拟实验。

8.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s11中，注入方法是在巷道的一侧注入，在另外一侧抽出相应的水。

9.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s11中，巴氏芽孢杆菌菌液的od600值大于2。

10.根据权利要求1所述的煤矿巷道底鼓的治理方法，其特征在于，步骤s11中，室内实验为：将步骤s7确定的充水水源按照充水强度的比例混合，并加入圈定区域的岩性，调整巴氏芽孢杆菌菌液和营养盐液比例，使得混合液的ph值控制在8～9范围。

技术总结本发明属于煤矿巷道底鼓治理技术领域，具体涉及一种煤矿巷道底鼓的治理方法，步骤如下：完成巷道掘进；底板岩性进行识别；取样测定不同岩性的饱和吸水率；圈定中等及以上膨胀区；对膨胀区周边查找导水通道；注浆提前封堵导水通道；计算膨胀区的充水水源和充水量；设计膨胀区表面喷洒菌液和营养盐的混合液；膨胀区表面喷洒至渗透性较低水平；计算出喷洒后的充水渗透深度；对臌胀区底板一定深度范围注入微生物和胶结液；采煤推过膨胀区停止注入菌液和胶结液。与现有技术相比，本发明简单易实施；材料可注入性好，更加节约工程量和工程周期；无高温化学反应，因此有较好的安全性；工程价格低廉；实施效果好。技术研发人员：高颖,李涛,马立强,孙魁,郑恺丹,杨军伟受保护的技术使用者：六盘水师范学院技术研发日：技术公布日：2024/7/18