[發明專利]薄基巖、厚松散砂層富水區域井下疏水注漿工藝

有效

• 申請號: 201210444095.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102926770A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 楊俊哲;王振榮;宋立兵;王智欣;宋亞新;李雄偉
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;神華神東煤炭集團有限責任公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21F16/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;金璽

技術領域

本發明涉及采煤工藝，特別涉及一種薄基巖、厚松散砂層富水區域下煤層安全開采的井下疏水注漿工藝。

背景技術

在一些煤炭儲量豐富的地方，例如中國的西北及內蒙地區，煤炭資源十分豐富，但好多地區水文地質結構復雜，地形起伏較大，地貌以砂蓋的丘陵為主，大大小小的古沖溝與現有沖溝縱橫交錯，溝谷中地下水以下降泉的形式補給地表水，與大氣降水形成了季節性和常年性河流，河水常年不斷地對溝谷下基巖沖刷、侵蝕，使得大量煤層處在薄基巖、厚松散砂層富水區域的覆蓋之下，給采煤造成了困難，由于煤層上方基巖薄、而基巖上方主要為富水的松散砂層，比如松散沙層，在開采時，導水裂隙帶甚至垮落帶可以導通地表，松散砂層流動性較強，可能在重力和水的作用下，沿開采造成的裂隙流入井下，造成潰水潰沙事故，甚至導致淹井等嚴重的后果。

為了保證薄基巖、厚松散砂層富水區域下煤層的開采安全，根據采煤的方式，采用了不同的處理方法。比如當采用房柱式開采時，降低此區域的回采率，回采率減小到30%左右，有時甚至不回采，這種方法雖然保證了回采的安全，卻造成了資源的極大浪費；而對綜合機械化開采的礦井，在二十世紀九十年代前，主要是此區域下煤層大部分作為保安煤柱留設，重新開設切眼，設備“搬家倒面”，這種方法不但造成資源的浪費，而且設備的搬遷費動輒千萬以上，增加了采煤成本。

九十年代后期逐步采用提前治理再開采的方法，治理方法有以下幾種：（1）地表抽水，地下排水；（2）地下排水，地面注漿；（3）地面抽水及注漿；（4）充填式開采。前三種方法都受到交通，地形地貌等自然條件、水電等施工條件以及社會人為因素的限制，附屬工程量大，有時甚至超過主體工程，第四種方法成本則較高。均未能很好地解決薄基巖、厚松散砂層富水區域下煤層安全開采的問題。

另外，對富水區松散砂層進行注漿處理，也有注漿工藝采用鉆桿作注漿管，孔口直接止漿進行注漿固結，缺點是：⑴、在疏放水階段，采用鉆桿疏水，疏放水效果差；⑵、在深孔注漿階段，鉆機必須配合注漿，每間隔一段時間，例如1小時左右就必須活動鉆桿，以免鉆桿與凝固的漿液及松散砂層抱死。即便這樣，稍有不慎，還時常發生鉆桿被抱死的事故，造成鉆孔報廢，鉆桿損耗，且鉆機工作效率低下。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于解決薄基巖厚松散砂層富水區域下煤層安全開采的問題，提供一種高效、低成本的薄基巖、厚松散砂層富水區域的井下疏水注漿工藝。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種薄基巖、厚松散砂層富水區域井下疏水注漿工藝，其特征在于，所述工藝包括：

a.在薄基巖、厚松散砂層富水區域下煤層中施工探巷，為井下注漿提供工作場所;

b.在井下探巷頂板上基巖中鉆進，得到第一鉆孔；

c.在步驟b鉆出的第一鉆孔中插入孔口管，注漿將所述孔口管固結在第一鉆孔內；

d.對孔口管內凝固漿液透孔后繼續鉆進至設計深度，拔出鉆進設備，得到第二鉆孔；

e.在鉆桿的空心內置入深孔注漿管，對第二鉆孔重新鉆至設計深度，將鉆頭及深孔注漿管留在第二鉆孔內，拔出鉆桿；

f.利用深孔注漿管對富水區的松散砂層進行疏放水；

g.在深孔注漿管與第二鉆孔之間安裝淺孔注漿管，并通過淺孔注漿管注入水泥漿液，以固結深孔注漿管；

h.淺孔注漿完成后，利用深孔注漿管對松散砂層進行深孔注漿。

作為本發明方法的優選方式，在步驟a中所述探巷與工作面斜交，夾角為15-30度，并且所述探巷長度的50%-80%處于富水區域下方。

作為本發明方法的優選方式，在步驟b中，根據鉆孔的方位角、傾角，在探巷內輻射狀布置鉆孔，使鉆孔的落點梅花型分布在待加固的富水區域，鉆孔落點間距為6-10m；所述第一鉆孔的鉆進深度為6～10m。

作為本發明方法的優選方式，在步驟c中，所述孔口管的外徑小于第一鉆孔的孔徑15-30mm，在注漿壓力不小于1MPa時，關閉注漿閥門，靜待10-15小時。

作為本發明方法的優選方式，在步驟d中，所述二開鉆進所用鉆頭的直徑小于孔口管內徑20-40mm。

作為本發明方法的優選方式，在步驟d中，所使用的鉆頭為一次性鉆頭，所述深孔注漿管頂部為花管，所述花管長度大于松散砂層內鉆孔長度2m～3m。

作為本發明方法的優選方式，在步驟g中，待漿液從深孔注漿管中流出時，關閉淺孔注漿閥門，注漿結束。