[發(fā)明專利]一種工作面過陷落柱注漿防水治理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010001313.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN111075482A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程志恒;李振華;王公達(dá);殷帥峰;李春元;楊正凱;馬瑞欣;陳亮;王宏冰;馮吉成;王兆會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北科技學(xué)院;河南理工大學(xué);北京科技大學(xué);中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;煤炭科學(xué)研究總院
• 主分類號(hào): E21D11/38
• 分類號(hào): E21D11/38;E21D11/10;E21B33/13
• 代理公司: 北京邦創(chuàng)至誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張宇鋒

本發(fā)明涉及煤礦災(zāi)害治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種工作面過陷落柱注漿防水治理方法。該方法包括：推進(jìn)工作面切眼，與陷落柱保持安全距離后停止推進(jìn)；在運(yùn)輸順槽與陷落柱相對(duì)應(yīng)的位置掘進(jìn)兩條注漿輔助巷及若干個(gè)注漿鉆窩，在回風(fēng)順槽與陷落柱相對(duì)應(yīng)的位置掘進(jìn)若干個(gè)相應(yīng)的注漿鉆窩；在運(yùn)輸順槽中的注漿輔助巷、注漿鉆窩施工傾向注漿鉆孔，在回風(fēng)順槽中的注漿鉆窩施工傾向注漿鉆孔，控制所有注漿鉆孔的終孔層位均在煤層兩層底板隔水層之間的底板含水層位中。該方法不僅適用于預(yù)防不導(dǎo)水陷落柱受采動(dòng)影響活化而導(dǎo)水的情況，而且還能通過多層注漿的方式加固導(dǎo)水陷落柱，提高其隔水能力，確保采煤工作面推過時(shí)不發(fā)生水害事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦災(zāi)害治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種工作面過陷落柱注漿防水治理方法，具體涉及一種包括注漿鉆孔的孔徑選擇、鉆孔終孔層位選擇、注漿材料等內(nèi)容的注漿加固陷落柱及其周圍底板圍巖的新方法。

背景技術(shù)

目前，我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜多變，對(duì)于華北地區(qū)煤田，其主采煤層下方廣泛發(fā)育有一層厚至巨厚奧陶系灰?guī)r，該層灰?guī)r富水性強(qiáng)，賦存水量巨大，且具有一定承壓水頭，采煤工作面推進(jìn)時(shí)一旦通過陷落柱等導(dǎo)水構(gòu)造溝通與奧陶系灰?guī)r的水力聯(lián)系時(shí)將造成嚴(yán)重的底板突水事故，有些陷落柱自身就賦存有巨大水量，采掘工作面在遇到此類強(qiáng)含水陷落柱時(shí)也易發(fā)生采面透水事故。在一些地下水流動(dòng)暢通的灰?guī)r層還廣泛發(fā)育有巖溶洞穴等，陷落柱即是上覆巖層向巖溶洞穴垮塌后形成的橢圓形或圓形巖柱，陷落柱垮塌時(shí)常常切割煤層，造成煤層破碎裂隙發(fā)育，降低了煤層強(qiáng)度，且形成了包括煤層在內(nèi)的巖層間豎向通道。陷落柱在垮塌成形時(shí)經(jīng)歷的破壞過程在一定程度上將破壞陷落柱內(nèi)部巖柱的膠結(jié)性，造成陷落柱自身隔水能力的下降，另外陷落柱與周圍巖層接觸的破碎邊壁區(qū)也是重要的導(dǎo)水通道，因此陷落柱自身及其邊壁均有可能成為含水層之間聯(lián)系的流動(dòng)通道。在一些含有較小規(guī)模陷落柱的煤層，常采用工作面直接推過陷落柱的方式，這種方式可減少工作面的搬家次數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益，但是要求陷落柱不含水或不導(dǎo)水，對(duì)于經(jīng)過探測(cè)確定陷落柱含水或?qū)约霸静粚?dǎo)水的陷落柱在回采過程中發(fā)生活化而導(dǎo)水，則必須對(duì)陷落柱進(jìn)行預(yù)先處理。在巖層中鉆孔并高壓注入一定量的普通硅酸鹽水泥漿液可以有效封閉巖層裂隙，對(duì)破碎的陷落柱進(jìn)行再膠結(jié)，可有效提高其隔水抗壓能力。為保證漿液擴(kuò)散及保證孔口注漿壓力，在注漿鉆孔開孔段必須設(shè)置一根套管以阻止?jié){液在開孔段即發(fā)生大擴(kuò)散造成注漿失敗。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工作面過陷落柱注漿防水治理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種工作面過陷落柱注漿防水治理方法，其包括：

推進(jìn)工作面切眼，與陷落柱保持安全距離后停止推進(jìn)；

在運(yùn)輸順槽與陷落柱相對(duì)應(yīng)的位置掘進(jìn)兩條注漿輔助巷及若干個(gè)注漿鉆窩，在回風(fēng)順槽與陷落柱相對(duì)應(yīng)的位置掘進(jìn)若干個(gè)相應(yīng)的注漿鉆窩；

在運(yùn)輸順槽中的注漿輔助巷、注漿鉆窩施工傾向注漿鉆孔，在回風(fēng)順槽中的注漿鉆窩施工傾向注漿鉆孔，控制所有注漿鉆孔的終孔層位均在煤層兩層底板隔水層之間的底板含水層位中。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，環(huán)繞陷落柱所鉆進(jìn)的注漿鉆孔的個(gè)數(shù)滿足如下計(jì)算公式：

式中，

A為陷落柱的平面面積；

a為相鄰注漿鉆孔的終孔間的水平距離。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，相鄰注漿鉆孔的終孔間的水平距離a的取值范圍20-30m。