[發明專利]一種煤層頂板巨厚含水層區域注漿治理方法

有效

• 申請號: 202010826411.1
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111894588B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 李攀峰;黃澎濤;武學維;許方寧;邵長東;荊朋;楊紹鴿;姚長軍;徐波
• 申請（專利權）人: 中煤地質集團有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;G01V1/18;G01V1/28
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發明提供了一種煤層頂板巨厚含水層區域注漿治理方法，包括以下階段：第一階段：開采前，進行沉積相分析，選定河漫灘相地層作為目的層，如果不存在河漫灘相隔水層，則選擇強滲含水層為目的層；第二階段：對河漫灘目的層進行透水天窗的探查定位，并對其進行注漿彌補，或對強滲含水層注漿改造為隔水層；第三階段：開采前對頂板改造后可利用的隔水層的穩定性進行監測；第四階段：開采后，對煤柱頂板產生的滑移縫進行注漿，形成隔水帷幕。本發明通過開采前注漿彌補隔水層的天窗或改造強滲含水層為隔水層及開采后對滑移縫注漿形成隔水帷幕，達到降低含水層的厚度，減小礦井涌水量的目的，改善井下作業環境，降低成本，讓停產的煤礦恢復正常生產。

技術領域

本發明涉及煤礦水害治理技術領域，尤其是涉及一種煤層頂板巨厚含水層區域注漿治理方法。

背景技術

在我國陜西、內蒙和山東許多煤礦突水災害非常嚴重，頂板巨厚含水層造成多起水害已經造成重大生命和財產損失，所產生的巨大涌水量極大增加了排水費用和水處理費用，造成大型設備快速銹蝕，壽命縮短，生產成本劇增，難以為繼。

同時水害產生的涌水也嚴重地惡化工作環境，職業衛生環境和地面生態環境，嚴重地增加了生產的危險性。花費巨資建成的煤礦無法正常生產，面臨關閉的危險。為了治理這種水害，全國煤礦防治水科研機構和教學單位的專家采用了包括傳統注漿帷幕工藝、粉末和化學注漿材料、垂直和水平鉆孔注漿方法等多種治理技術，但都收效甚微。

在我國華北和鄂爾多斯的煤田，煤層頂板砂巖都為河流相沉積，必然符合河床相粗粒碎屑沉積物和河漫灘細顆粒沉積物的二元結構。對于巨厚河流相沉積巖，存在多個沉積旋回，但這種二元結構總是存在。其中河漫灘相沉積物具有隔水作用，是良好的隔水層，這就為我們對巨厚含水層的分層降厚，降低礦井涌水量提供了依據。

另外，煤炭開采后，頂板覆巖將發生垮落，在煤柱的邊緣形成滑移裂縫。在滑移裂縫帶，含水層的滲透系數將大幅度增加，使得原來不可注的地層變得可注，使得建造注漿帷幕成為可能。最終達到減小礦井過水斷面，降低礦井涌水量的目的。

本發明將利用上述原理，找到合適位置的河漫灘沉積層，并對層內透水天窗加以注漿彌補，最終形成完整的隔水層，達到降低含水層的厚度，減小礦井涌水量的目的，改善井下作業環境，降低生產成本，讓停產的煤礦恢復正常生產，使面臨關閉的煤礦起死回生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤層頂板巨厚含水層區域注漿治理方法，該注漿治理方法能夠達到降低含水層的厚度，減小礦井涌水量的目的，改善井下作業環境，降低生產成本，讓停產的煤礦恢復生產，使面臨關閉的煤礦起死回生。

本發明提供一種煤層頂板巨厚含水層區域注漿治理方法，包括以下階段：

階段一：開采前，對頂板巨厚含水層進行沉積相分析，選定河漫灘相隔水層作為目的層；

階段二：對目的層進行透水天窗的探查定位，并對其進行注漿彌補，將其改造為可利用的隔水層，該階段具體包括以下步驟：

步驟20：對上述目的層進行地震資料再處理及解釋；

步驟30：查找到透水天窗位置，并對其進行注漿改造為可利用的隔水層，使透水天窗不再漏水，從而分割含水層，縮小含水層厚度，降低涌水量；

步驟40：如無河漫灘相隔水層，則在導水裂隙帶的上方選擇厚度為3-10m的較強含水層作為注漿改造的目的層；

步驟50：對上述含水層進行注漿，改造為隔水層，以達到分割含水層，縮小含水層厚度的目的；

階段三：對頂板改造后可利用的隔水層的穩定性進行監測，該階段具體包括以下步驟：

步驟60：在上述隔水層內埋設微震檢波器和槽波檢波器，監測采礦對隔水層所造成的破壞情況；