[發明專利]一種鄰位注漿充填鉆孔參數的確定方法

有效

• 申請號: 202010239411.1
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111444620B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 朱磊;宋天奇;張新福;古文哲;劉治成;潘浩;秋豐岐;徐凱;李娟
• 申請（專利權）人: 中煤能源研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21B7/00;E21D11/10;G06F111/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開一種鄰位注漿充填鉆孔參數的確定方法，根據垮落帶高度統計經驗公式、UDEC數值模型計算和關鍵層分析三種方法得出垮落帶高度后，綜合分析確定充填鉆孔終孔高度，然后確定充填鉆孔起點高度，再確定充填鉆孔的煤層底板投影長度，進一步確定鉆孔水平夾角、鉆孔長度和鉆孔直徑。本發明能夠根據充填工作面的具體地質條件確定合理的鄰位注漿充填鉆孔的關鍵參數，方法簡單，易于操作，有利于鉆孔施工安全和提高鉆孔的單孔充填量。

技術領域

本發明涉及一種鄰位注漿充填鉆孔參數的確定方法，適用于煤礦利用漿體充填技術進行鄰位注漿充填時充填鉆孔的參數確定。

背景技術

隨著我國煤炭的高強度開采，在煤礦生產過程中產生了大量的煤矸石固體廢棄物，由于煤矸石產量的巨大，已逐步成為我國的第一大工業固廢。為了適應國家日趨嚴格的環保政策，漿體充填作為一種高效率、大能力、低干擾的新型煤矸石固體廢棄物處置方式，已逐步在我國西部煤炭生產基地得到了一定程度的推廣。

通過漿體充填技術可以將煤矸石固體廢棄物制成漿體通過多種途徑充填進采空區的垮落空間，實現對煤矸石固體廢棄物的無害化處置。而鄰位注漿充填作漿體充填技術體系中一種重要的技術手段，在雙巷布置的工作面中具有極大的技術優勢和重要的應用價值。鄰位注漿充填鉆孔按照布置位置可分為順槽鄰位注漿充填鉆孔和聯巷鄰位注漿充填鉆孔，在鄰位注漿充填的過程中單個鉆孔的布置參數對單孔充填量起到一定的決定作用，因此鄰位注漿鉆孔參數的合理確定成為鄰位注漿充填技術的關鍵因素之一。

發明內容

鄰位注漿充填鉆孔主要分為順槽鄰位注漿充填鉆孔和聯巷鄰位注漿充填鉆孔，本發明的目的在于提供一種鄰位注漿充填鉆孔參數的確定方法，通過計算的方法確定兩種類型鉆孔合理的鉆孔起點高度、終點高度、煤層底板投影長度、鉆孔角度和鉆孔直徑等關鍵參數，根據確定的關鍵鉆孔參數精準的指導充填鉆孔的現場施工。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種鄰位注漿充填鉆孔參數的確定方法，包括以下參數的確定：鉆孔終孔距離煤層底板的高度、鉆孔起點距煤層底板的高度、充填鉆孔水平夾角、充填鉆孔長度以及充填鉆孔直徑；其中，

鄰位注漿充填鉆孔終孔距離煤層底板的高度計算方法，包括以下步驟：

1)分別根據垮落帶高度統計經驗公式、UDEC數值模型計算和關鍵層分析三種方法計算得出工作面頂板巖層的垮落帶高度H_垮1、H_垮2、H_垮3；

2)按照下式計算順槽鄰位注漿充填鉆孔和聯巷鄰位注漿充填鉆孔的終孔距離煤層底板的高度：H_終＝min{H_垮1,H_垮2,H_垮3}-h；式中min{H_垮1,H_垮2,H_垮3}為H_垮1、H_垮2、H_垮3中的最小值，h為鉆孔距裂隙帶安全距離；

順槽鄰位注漿充填鉆孔和聯巷鄰位注漿充填鉆孔起點距煤層底板高度均按照下式計算：H_起＝M_煤層-a；式中M_煤為所采煤層厚度，a為鉆孔上部留設施工安全距離；

鄰位注漿充填鉆孔水平夾角的計算方法，包括以下步驟：

a)按照下式計算順槽鄰位注漿充填鉆孔的煤層底板投影長度：

L_順投＝W_煤柱+L_{弧形三角塊}，式中W_煤柱為區段煤柱寬度，L_{弧形三角塊}為充填工作面弧形三角塊的長度；

b)按照下式計算聯巷鄰位注漿充填鉆孔的煤層底板投影長度：