[發(fā)明專利]一種隔水殼再造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210562196.4
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103032083A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧紅衛(wèi);周科平;胡振襄;雷濤;朱哲;賈明;吳彥林;肖雄;高峰;楊念哥;胡建華;李杰林
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

1.一種隔水殼再造方法，其特征是：依據(jù)已有地質(zhì)資料和實地地質(zhì)勘測結(jié)果，確定各開采中段礦體周圍的含水巖層分布情況，在含水層中進行隔水殼再造，在礦體周圍形成一個連續(xù)的防水的堅固外殼，保證礦體安全開采，結(jié)合含水層中巖石力學(xué)特性，依據(jù)力學(xué)原理計算隔水殼所需的厚度，這個厚度包括無效厚度和有效厚度兩部分，利用數(shù)字模擬軟件模擬礦體在礦石開采活動下，隔水殼的應(yīng)力大小、塑性區(qū)分布、沉降大小和孔隙水壓力大小，以判斷其是否會發(fā)生破壞和突水事故；工程施工中在礦體周圍含水層中打探測孔，使用精確的探測儀器確定頂板含水層的節(jié)理裂隙的分布，在中段勘探線附近的含水層中施工一條聯(lián)絡(luò)巷道，在聯(lián)絡(luò)巷道靠近裂隙處施工與礦體走向平行的鉆注硐室，在聯(lián)絡(luò)巷道和鉆注硐室中布置注漿孔，進行加密注漿和孔間CT透視，確保施工的質(zhì)量和堵水效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔水殼再造方法，其特征在于：所述的隔水殼為人工再造體，其位置是依據(jù)礦體周圍的含水層分布而確定，在頂板圍巖、底板圍巖或者側(cè)幫圍巖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔水殼再造方法，其特征在于：所述的隔水殼再造是使用TRT6000、地質(zhì)雷達先探測出含水層節(jié)理裂隙分布情況，對含水層中的節(jié)理裂隙經(jīng)行注漿堵水，把礦體周圍巖石連成一個完整的隔水殼體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔水殼再造方法，其特征在于：在布置探測孔時，鉆孔方向大致平行礦體走向，鉆孔均為傾角5度近水平鉆孔，相鄰兩孔大致平行，鉆孔開孔口徑150mm，鉆進4m后，采用注漿辦法埋設(shè)孔口管，安裝好高壓閥門放突水應(yīng)急措施，變徑91mm繼續(xù)鉆進，遇涌水點及破碎帶均用注漿辦法通過，要求達到注漿結(jié)束標準，直到終孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔水殼再造方法，其特征在于：依據(jù)礦體賦存條件和礦床開采設(shè)計，利用Flac3d進行數(shù)值模擬，計算各開采步驟下的應(yīng)力、塑性區(qū)分布和沉降情況，依據(jù)結(jié)果來判斷隔水殼是否會發(fā)生破壞和突水事故，進而考慮是否進行隔水殼厚度調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔水殼再造方法，其特征在于：所述的注漿孔的漿液擴散半徑取值為5米，注漿孔孔底間距不超過10米，孔深為巷道或鉆注硐室與含水層裂隙之間的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔水殼再造方法，其特征在于：注漿孔的布孔方式為：從狀孔、下行縱向孔、上行縱向孔或近水平法向孔。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔水殼再造方法，其特征在于：具體實施步驟如下：

(1)、收集地質(zhì)資料和進行工程區(qū)域的地質(zhì)勘測，確定各開采中段周圍巖體中含水層分布狀況，隔水殼將布置在這些含水層中；

(2)、依據(jù)礦體與含水層的相對位置和采礦設(shè)計參數(shù)建立力學(xué)模型，結(jié)合邊界條件、Mohr-Calomb破壞準則和裂隙巖體位移計算公式計算隔水殼的無效厚度；采用彈性力學(xué)薄板理論，依據(jù)H-Tresca屈服準則計算隔水殼的有效厚度，將無效厚度與有效厚度相加即可獲得隔水殼的厚度；

(3)、依據(jù)礦體賦存條件和礦床開采設(shè)計，利用Flac3d進行數(shù)值模擬，計算各開采步驟下的應(yīng)力、塑性區(qū)分布和沉降情況，依據(jù)結(jié)果來判斷隔水殼是否會發(fā)生破壞和頂板突水事故，進而考慮是否進行頂板厚度調(diào)整；

(4)、在礦體周圍含水層中打探測孔，使用TRT6000和地質(zhì)雷達探測儀器，確定含水層中的溶洞、裂隙分布情況，依據(jù)含水層中的溶洞、裂隙分布確定聯(lián)絡(luò)巷道和注漿硐室的布置方案；

(5)、在中段勘探線含水層中施工一條聯(lián)絡(luò)巷道，在聯(lián)絡(luò)巷道靠近溶洞或裂隙的位置施工鉆注硐室，硐室方向基本平行礦體走向；

(6)、依據(jù)工程實際情況，選擇合適布孔方式，在聯(lián)絡(luò)巷道和注漿硐室中布置注漿孔并進行加密注漿；

(7)、在相鄰探測孔，利用孔底錨頭分別安裝CT透視的發(fā)射極和接收極對兩孔間的巖溶裂隙進行探測最終通過八個測試剖面，來監(jiān)測工程施工質(zhì)量和注漿堵水效果。