[發(fā)明專(zhuān)利]一種離層水疏放注漿方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811439280.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109611146B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文泉;王在勇;朱先祥;李偉;白斌;高兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F15/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F15/00;E21F16/00
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

本發(fā)明公開(kāi)了一種離層水疏放注漿方法，涉及礦山安全技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：首先確定采場(chǎng)上方的突水水源及含水層位置；然后利用覆巖力學(xué)機(jī)理分析含水層的力學(xué)參數(shù)，再采用物探方法對(duì)上覆巖層的各含水層進(jìn)行水文地質(zhì)分析，并從中選取出離層水供給水源的最大含水層作為目標(biāo)含水層；隨著回采工作面的開(kāi)采，目標(biāo)含水層下離層空間逐漸發(fā)育，對(duì)其進(jìn)行井下鉆孔疏水和地面鉆孔離層注漿形成再生隔水層。本發(fā)明通過(guò)對(duì)離層水進(jìn)行井下鉆孔疏放和對(duì)離層空間進(jìn)行地面鉆孔注漿充填，從而使軟巖層的斷裂處重新被漿液充填，形成再生的隔水層，可有效防治離層水對(duì)井下巷道產(chǎn)生的危害；同時(shí)，漿液充填滿(mǎn)離層空間，可控制覆巖運(yùn)動(dòng)，從而降低地表移動(dòng)與變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離層水疏放注漿方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，以煤層頂板含水層為主要充水水源的水害事故日益增多，造成的人員傷亡約占3.9％，事故發(fā)生的頻次約占8.8％，這其中沒(méi)有統(tǒng)計(jì)未造成人員傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失的水害事故。頂板水害事故發(fā)生的原因除了頂板含水層(體)水通過(guò)采動(dòng)裂隙、構(gòu)造及鉆孔等導(dǎo)入礦井造成災(zāi)害外，離層水害作為一種新的水害類(lèi)型，給許多礦井造成重大損失和人員傷亡。

開(kāi)采過(guò)程中煤層覆巖產(chǎn)生離層，一部分充水離層空間在受靜水壓力、應(yīng)力或開(kāi)采擾動(dòng)作用等因素影響下，離層水體破裂并在短時(shí)間內(nèi)潰入井下造成災(zāi)害。離層水害與常見(jiàn)的頂板水害事故比較，具有很明顯的特點(diǎn)：離層的直接充水含水層富水性往往不足以支撐其較大的透水量，富水性弱或中等居多，透水前無(wú)任何征兆，瞬時(shí)水量較大破壞性強(qiáng)、總水量有限，持續(xù)時(shí)間短，機(jī)理復(fù)雜多樣、難探查難治理等。

當(dāng)前常用的離層水防治技術(shù)為利用采煤準(zhǔn)備巷道進(jìn)行超前疏干和從地面向離層空間打直通式導(dǎo)流孔。然后前一種方法由于采區(qū)還未開(kāi)采，離層水也沒(méi)有形成，使得疏水效率低下以及占用巷道。后一種方法投資過(guò)大，且疏水技術(shù)要求高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，不能從根本上解決離層水向采空區(qū)沖水的潛在危機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種離層水疏放注漿方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

一種離層水疏放注漿方法，包括如下步驟：

步驟一、首先采用物探方法確定采場(chǎng)上方的各含水層位置突水水源位置，再采用含水層判別法確定含水層位置；

步驟二、利用覆巖力學(xué)機(jī)理分析各含水層的力學(xué)參數(shù)，再采用物探方法對(duì)上覆巖層的各含水層進(jìn)行水文地質(zhì)分析，并從中選取出離層空間的離層水供給水源的最大含水層作為目標(biāo)含水層；

步驟三、隨著回采工作面的開(kāi)采，提前從準(zhǔn)備工作面的巷道向目標(biāo)含水層區(qū)的離層空間打多個(gè)鉆孔，當(dāng)目標(biāo)含水層下離層空間開(kāi)始發(fā)育且工作面推進(jìn)距離為L(zhǎng)時(shí)，對(duì)涌向離層空間的供給水量進(jìn)行疏放，直到鉆孔中水的輸出水量趨近于零為止；

步驟四、同時(shí)提前從地面向下進(jìn)行鉆孔，打通注漿通道，當(dāng)工作面推進(jìn)距離為2L時(shí)，開(kāi)始對(duì)離層空間及下部軟巖的裂隙處進(jìn)行注漿充填，直到離層空間充滿(mǎn)漿液為止，從而形成再生的隔水層。

較佳地，所述步驟二中，選取出離層空間的離層水供給水源最大的含水層作為目標(biāo)含水層，在首采工作面或準(zhǔn)備工作面進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，該含水層下滿(mǎn)足正在開(kāi)始逐步離層發(fā)育。

較佳地，所述工作面之間采用煤柱護(hù)巷方式，工作面巷道之間留設(shè)保護(hù)煤柱的距離為20—30m。

較佳地，所述步驟三中，從井下向上部目標(biāo)含水層下的離層空間打鉆孔時(shí)，選擇在準(zhǔn)備工作面的準(zhǔn)備巷道之中。

較佳地，所述地下疏水鉆孔在準(zhǔn)備巷道之中的分布范圍根據(jù)目標(biāo)含水層的巖層斷裂角進(jìn)行確定。

較佳地，所述步驟三中，根據(jù)目標(biāo)含水層的富水性以及向離層空間供給水量的大小來(lái)確定打向離層空間的鉆孔數(shù)，所述鉆孔數(shù)為5—10個(gè)。