[發明專利]煤層底板注漿加固效果檢測評價方法

在審

• 申請號: 201410439813.0
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104198539A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 牛超;施龍青;邱梅;翟培合
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及煤礦領域，特別涉及一種煤層底板注漿加固效果檢測評價方法。

背景技術

目前，隨著煤炭資源開采不斷加大，華北型煤田目前基本進入下組煤(石炭～二疊系月門溝群太原組中的煤層習慣稱為下組煤)開采階段。由于華北型煤田下組煤與下部的奧灰含水層間距較小，加之奧灰含水層厚度大、巖溶普遍發育，當開采深部煤層資源時，下組煤開采普遍受奧灰水害威脅。

針對目前奧灰水害防治措施主要包括疏水降壓、帷幕注漿、底板注漿加固改造，三種防治底板水害技術主要針對不同的含水層特性。底板注漿加固改造是施工注漿孔并對其注漿，通過漿液填充、擠占底板巖層裂隙、小溶隙等空間，凝結、膠結后加固采場底板，使得底板巖層在抵抗采動、高承壓水破壞的能力，增加采場底板“下三帶”理論中有效保護層帶連續、完整性，防止底板高承壓含水層發生突水事故。

目前針對注漿效果檢測的技術手段較多，主要是對地面淺層的巖溶注漿監測、隧道注漿檢測，使用的技術手段主要是電測深、高密度直流電法、瑞利波、電磁波等；對煤礦采空區注漿檢測技術主要為直流電法；但是針對工作面底板注漿加固改造效果的檢測，目前并沒有較好的技術手段及綜合評價。

發明內容

本發明的目的是提供一種分析合理、適合于煤層底板注漿加固效果檢測評價的煤層底板注漿加固效果檢測評價方法，

為解決上述技術問題，作為本發明的一個方面，提供了一種煤層底板注漿加固效果檢測評價方法，包括：步驟10，煤層工作面形成之后，運用高密度直流電法方法對工作面巷道、工作面內部底板巖層進行勘探，并制得注漿前煤層底板對比底圖；步驟20，利用注漿前煤層底板對比底圖指導注漿孔施工，并設置水文觀測孔，觀測注漿后主要含水層涌水量變化情況；對涌水量無變化的區域，在其周圍加密注漿孔，減少注漿擴散半徑；步驟30，利用數值模擬軟件，建立基于工作面電性-巖石力學性質的模型，計算注漿影響半徑，以指導注漿孔布置；步驟40，注漿完成后，利用高密度直流電法方法對工作面巷道、工作面內部底板巖層再次進行勘探，查明注漿后底板巖層電阻率分布特征，通過對比注漿前物探成果圖，分析注漿效果；步驟50，對注漿完成后電法勘探成果再次布置驗證孔，并進行取芯；對注漿后的巖芯進行巖石力學試驗，取得注漿后底板巖層巖樣力學參數；對比注漿前、后巖石力學參數差異；利用注漿后巖石力學參數建立回采工作面數值模型，分析采動對底板破壞影響，利用滲流-應力耦合分析高承壓突水威脅含水層對采場底板滲透壓力、采動應力的影響；步驟60，利用注漿前物探成果，注漿后物探成果、水文觀測孔觀測成果、數值模擬成果等資料，對注漿效果進行綜合評價，并編制注漿效果綜合評價報告。

進一步地，高密度直流電法采用礦井三維高密度直流電法勘探技術，且其電極布置于整個工作面巷道中，并且在切眼部位也布置電極；電極跑極方式改造為單發多收，去除供電不同造成的電流失穩問題。

進一步地，施工注漿孔的同時，對底板主要充水含水層施工水文觀測孔，用于觀測底板含水層水文地質參數、注漿過程中對含水層水壓、鉆孔涌水量影響等，評價底板含水層突水危險性。

進一步地，步驟50中，通過綜合注漿后的水文地質觀測成果、物探成果、巖石力學參數綜合建立工作面底板注漿采動數值模擬；利用得到的數值模擬資料，結合前述成果綜合分析，評價注漿改造后工作面底板在采動-滲流耦合作用下防治底板突水效果評價。

本發明根據注漿前物探成果、水文觀測、巖石力學試驗、數值模擬、注漿后物探成果、綜合評價為技術手段，該方法真實可靠，是對工作面底板注漿加固改造檢測評價的一種有效途徑。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的示意圖。

具體實施方式

以下對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

因此，本發明以工作面底板巖層注漿加固改造效果檢測為出發點，選擇目前針對注漿改造檢測最有效的技術手段—高密度直流電法為基礎，改造礦井三維高密度直流電法，通過注漿前物探勘探，鉆探驗證及巖石力學試驗、數值模擬指導注漿施工，注漿后礦井三維高密度直流電法監測注漿效果檢測、水文地質觀測等，結合注漿后巖石力學試驗及數值模擬，綜合評價注漿效果，解除底板突水威脅，保證工作面安全回采。該方法分析合理，采用措施綜合，適合于煤層底板注漿加固效果檢測、評價。

請參考附圖，本發明提供了一種煤層底板注漿加固效果檢測評價方法，其特征在于，包括：