[發明專利]一種煤礦地下水庫及水庫壩體的多層次注漿防滲加固方法

有效

• 申請號: 201710484672.8
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107237651B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 張農;張成浩;潘東江;錢德雨;謝正正;王朋;宋子杭;伍業偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16;E21F17/103
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

一種煤礦地下水庫及水庫壩體的多層次注漿防滲加固方法，適用于煤礦井下施工領域。通過容積確定設置地下水庫的面積以及煤柱壩體的位置，掘進地下水庫兩側巷道和回撤巷道，在巷道壁上先后噴射混凝土漿液和硅溶膠，形成混凝土和硅溶膠噴層，對兩側巷道和回撤巷道靠近煤柱壩體的幫側先施工多個淺注漿孔并封孔注漿，后施工多個深注漿孔并封孔注漿，最后建造人工擋水壩封閉巷道，從而形成封閉的煤礦地下水庫。其對煤礦地下水庫的煤柱壩體起到了加固和封閉雙重效果，所選擇的材料為納米級和無機特性，綠色高效，能夠保證煤柱壩體的防滲安全，使煤礦地下水庫持久穩定。

技術領域

本發明涉及一種煤礦地下水庫及水庫壩體的多層次注漿防滲加固方法，適用于施工煤礦地下水庫、地下儲存硐室使用。

背景技術

近年來，我國煤炭生產的重心逐漸向西部轉移，西部地區(晉陜蒙寧甘五省區)探明的煤炭資源儲量占全國的71.6％，而其水資源僅占全國水資源的3.9％，屬于重度缺水區域。同時現在煤礦礦井水外排地面不僅污染環境，而且外排過程中水大量蒸發更加劇了水資源的短缺，因此水資源的匱乏已成為制約煤炭開采的瓶頸，為了解決這一問題，“一種礦井地下水的分布式存儲方法”(CN102862775)應運而生，該方法利用煤炭開采后形成的采空區，采空區兩側巷道和回撤巷道的煤柱壩體，以及在巷道中建造的人工擋水壩共同構筑成煤礦地下水庫。利用巨大的采空區空間進行儲水，利用采空區矸石對水體進行過濾凈化，再利用自然壓差進行供水，實現了礦井水不外排、井下供水、井下排水、污水處理、水害防治、環境保護的綜合效益，現已在神東礦區全面使用。安全是第一生產力，煤礦地下水庫的安全問題也是重中之重，煤礦地下水庫的安全問題主要是其煤柱壩體的安全穩定問題，煤柱壩體受礦壓、水壓等綜合作用，一旦發生滲透破壞，將會造成嚴重的水災事故，給煤礦帶來巨大的人員和經濟損失，因此必須考慮煤柱壩體的防滲和可靠性等問題。針對這一安全問題研究，“一種礦井地下水庫的防滲方法”(CN102767395)提出用水泥護壁層、防滲土工布和水泥防滲層組合在一起構成防滲墻來進行防滲。“地下水庫的防滲方法及具有防滲功能的地下水庫”(CN102926574)使用防滲、常態、碾壓混凝土和防滲土工布、黑粘土組合構筑防滲層。但是上述方法中所使用的水泥，混凝土本身就是一種微孔材料，存在著裂縫和裂隙；黑黏土不僅存在微裂縫，微裂隙而且隨著時間推移，在某些季節這些裂縫和裂隙還會發育擴展；防滲土工布由于施工的限制，不可能鋪滿整個巷道面，另外土工布施工完成后，或多或少總會存在一些缺陷，包括拼接質量不好形成的接縫、施工時被刺破、被下填層頂破、巷道壁面不均勻撕裂土工布等這些缺陷直接影響壩體的防滲性能。

由于上述的研究方法使用材料的缺點和不足導致的裂縫、裂隙的存在，短期內壩體具有一定的防滲效果，但煤礦地下水庫是個長時間的儲水場所，隨著時間的推移，地下水庫內的水以及水分子通過微裂隙慢滲，最終造成煤柱壩體長時間浸水，強度降低，失穩破壞，水庫內水體大量涌出，造成重大的煤礦水災事故。因此現有方法都不能從根本上解決壩體的防滲問題。

發明內容

技術問題：針對上述技術的不足之處，提供一種方法簡單，創造方便，使用混凝土、水泥漿以及納米級材料硅溶膠，即可有效防水的煤礦地下水庫及水庫壩體的多層次注漿防滲加固方法。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明的一種煤礦地下水庫，其包括作為儲水空間的煤礦采空區空間，煤礦采空區空間上方為工作面頂板，下方為工作面底板，煤礦采空區空間對稱兩側分別掘進出兩側巷道，并在另外對稱兩側施工回撤巷道和人工擋水壩，兩側巷道和回撤巷道上設有錨固裝置，并在外層先后設有混凝土層和硅溶膠層，兩側巷道和回撤巷道的靠近煤柱壩體的幫側施工上間插設有多個淺注漿孔和多個深注漿孔。