[發(fā)明專利]地面水平定向鉆孔注漿封堵覆巖導(dǎo)水裂隙主通道的保水方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810731632.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108894727B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠金峰;楊靜;李全生;許家林;毛小松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B33/13
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種地面水平定向鉆孔注漿封堵覆巖導(dǎo)水裂隙主通道的保水方法，適用于煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)與礦井水害防治技術(shù)領(lǐng)域。首先獲取被測(cè)區(qū)域的具體開(kāi)采條件下采動(dòng)覆巖導(dǎo)水裂隙帶高度的發(fā)育特征信息，然后根據(jù)發(fā)育特征信息確定被測(cè)區(qū)域中導(dǎo)水裂隙帶溝通地層含水層區(qū)域?qū)?yīng)導(dǎo)水裂隙主通道的分布范圍；最后確定好導(dǎo)水裂隙主通道的位置及走向后，從地面施工水平定向鉆孔并對(duì)導(dǎo)水裂隙主通道進(jìn)行注漿封堵，從而達(dá)到降低裂隙導(dǎo)水能力、保護(hù)地下水資源的目的。其步驟簡(jiǎn)單，效果可靠，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種保水方法，尤其是一種適用于煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)與礦井水害防治技術(shù)領(lǐng)域中的地面水平定向鉆孔注漿封堵覆巖導(dǎo)水裂隙主通道的保水方法。

背景技術(shù)

煤炭地下開(kāi)采將引起上覆巖層的移動(dòng)與破壞，從而在覆巖中形成采動(dòng)裂隙；覆巖采動(dòng)裂隙產(chǎn)生既為區(qū)域水資源流失提供了通道，同時(shí)也成為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞的地質(zhì)根源。從采動(dòng)覆巖導(dǎo)水裂隙帶分布的一般特征看，導(dǎo)水裂隙帶“馬鞍形”凸起區(qū)域處于開(kāi)采邊界的張開(kāi)裂隙區(qū)，裂隙發(fā)育開(kāi)度大、通道過(guò)流能力強(qiáng)；若能準(zhǔn)確識(shí)別該區(qū)域的分布范圍，并采取相關(guān)措施降低裂隙的過(guò)流能力，這無(wú)疑會(huì)大大降低含水層的水漏失量、減輕區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞程度。

目前，有關(guān)煤炭開(kāi)采地下水資源保護(hù)主要有兩類對(duì)策。一類是從控制導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育的角度進(jìn)行，即通過(guò)控制采高或改善采煤工藝和方法，降低導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度，使其不溝通地層含水層，從而達(dá)到保護(hù)地下水資源的目的。另一類是利用井下采煤形成的采空區(qū)作為采動(dòng)漏失水資源蓄存的空間，將含水層漏失水體轉(zhuǎn)移儲(chǔ)存至采空區(qū)進(jìn)行循環(huán)利用。然而，上述方法都存在一定的局限性，第一類方法在煤層厚度大、開(kāi)采煤層多、含水層距離煤層近的開(kāi)采條件下將不再適用；而第二類方法實(shí)際是將處于高層位的含水層下移到了煤層開(kāi)采采空區(qū)層位，一定程度上疏放了地表植被的取水水源，需要重新利用人工措施將采空區(qū)儲(chǔ)存水體輸送至地表進(jìn)行澆灌，才能達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，實(shí)施成本和難度大大提高。因此，有必要基于采動(dòng)覆巖導(dǎo)水裂隙帶及其導(dǎo)水主通道的發(fā)育特征，在地面開(kāi)展水平定向鉆孔注漿封堵導(dǎo)水裂隙主通道的保水方法的專門設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)合煤層開(kāi)采參數(shù)及水文地質(zhì)條件，通過(guò)辨識(shí)采動(dòng)覆巖導(dǎo)水裂隙主通道分布區(qū)域，確立利用水平定向鉆孔注漿方式將導(dǎo)水裂隙主通道封堵上的保水方法，以降低含水層水資源漏失程度、保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)礦井的綠色、安全、高效生產(chǎn)的地面水平定向鉆孔注漿封堵覆巖導(dǎo)水裂隙主通道的保水方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的地面水平定向鉆孔注漿封堵覆巖導(dǎo)水裂隙主通道的保水方法，步驟如下：

獲取被測(cè)區(qū)域的具體開(kāi)采條件下采動(dòng)覆巖導(dǎo)水裂隙帶高度的發(fā)育特征信息，根據(jù)發(fā)育特征信息確定被測(cè)區(qū)域中導(dǎo)水裂隙帶溝通地層含水層區(qū)域?qū)?yīng)導(dǎo)水裂隙主通道的分布范圍；確定好導(dǎo)水裂隙主通道的位置及走向后，從地面施工水平定向鉆孔并對(duì)導(dǎo)水裂隙主通道進(jìn)行注漿封堵，從而達(dá)到降低裂隙導(dǎo)水能力、保護(hù)地下水資源的目的。

具體步驟如下：

a.利用開(kāi)采區(qū)域曾施工的地質(zhì)鉆孔柱狀判斷地層含水層位置，同時(shí)結(jié)合覆巖導(dǎo)水裂隙帶高度信息判斷是否存在地層含水層受采動(dòng)破壞的采煤區(qū)域；若導(dǎo)水裂隙帶高度范圍內(nèi)存在含水層，則判斷對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)严稁б褱贤ê畬?，需要進(jìn)行保水施工，若導(dǎo)水裂隙帶高度范圍內(nèi)不存在含水層，則無(wú)需進(jìn)行保水施工；

b.在導(dǎo)水裂隙帶溝通地層含水層的開(kāi)采區(qū)域內(nèi)劃定導(dǎo)水裂隙主通道分布區(qū)域，由地面向?qū)严吨魍ǖ婪植紖^(qū)域施工水平定向鉆孔；

c.完成水平定向鉆孔垂直段和調(diào)平段后，沿導(dǎo)水裂隙主通道分布區(qū)域施工水平定向鉆孔的水平段，水平段圍繞整個(gè)導(dǎo)水裂隙主通道分布區(qū)域布置，水平段由多個(gè)并排設(shè)置的水平分支組成，多個(gè)水平分支根據(jù)目標(biāo)巖層對(duì)應(yīng)開(kāi)采邊界位置由外向內(nèi)依次布置；