[發(fā)明專利]一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011531472.1 | 申請日： | 2020-12-22 |
| 公開（公告）號： | CN112610249B | 公開（公告）日： | 2022-11-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄭士田;馬荷雯;姬亞東 | 申請（專利權(quán)）人： | 中煤科工集團西安研究院有限公司 |
| 主分類號： | E21D11/38 | 分類號： | E21D11/38;E21B33/13 |
| 代理公司： | 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340 | 代理人： | 李振文 |
| 地址： | 710077 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高承壓動水 條件下 礦井 底板 水害 防治 方法 | ||
1.一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，包括：
對灌注巖層和水平靶向覆蓋區(qū)域進行判定，將注漿層位分為近工作面底板破碎帶灌注層位和遠工作面底板注漿層位；
向煤層底板不同層位施工垂直注漿鉆孔并分別進行傾斜段鉆孔定向鉆進以形成主灌注孔；
利用主灌注孔分別向近工作面底板破碎帶層位和遠工作面含水層層位分別灌注骨料和注漿；
對垂直注漿鉆孔以及傾斜段鉆孔進行掃孔作業(yè)，待掃孔作業(yè)進行至預(yù)定層位時，再次開始側(cè)鉆和定向水平鉆進以形成分灌注孔，其中，主灌注孔和分灌注孔共用垂直注漿鉆孔；
利用分灌注孔分別向近工作面底板破碎帶層位和遠工作面含水層層位分別灌注骨料和注漿加固；
其中，根據(jù)下式判定近工作面底板破碎帶內(nèi)灌注層位與工作面采空區(qū)的垂直間距H1：
其中，根據(jù)下式判定遠工作面底板注漿層位與工作面采空區(qū)的垂直間距H2：
其中，根據(jù)下式判定不同灌注層位水平定向鉆孔終孔的水平間距：
L＝k+15；
式中L0為工作面采空區(qū)的長度，h為工作面采空區(qū)下部近工作面灰?guī)r含水層厚度；H0為采空區(qū)底板軟弱巖層的厚度；k為工作面面底板灰?guī)r含水層中的漿液擴散系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，
向遠工作面底板含水層層位注漿的水泥漿液為單液粉煤灰-水泥稠漿，所述單液粉煤灰-水泥稠漿為摻雜了粉煤灰的單液水泥稠漿，其中水泥選用強度等級為42.5R的普通/復(fù)合硅酸鹽水泥，粉煤灰與水泥比例應(yīng)控制在3：7，漿液比重控制在1.5～1.6之間，造漿用水中硫酸根離子的含量應(yīng)低于1％，且PH4.5；
向遠工作面底板含水層層位加固孔注入單液水泥稠漿，其中水泥選用強度等級為42.5R的普通/復(fù)合硅酸鹽水泥，控制漿液比重高于1.6，造漿用水中硫酸根離子的含量應(yīng)低于1％，且PH4.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，向近工作面底板破碎帶層位灌注骨料包括：
通過地面鉆孔和位于近工作面底板破碎帶層位的水平鉆孔直接對近工作面底板破碎帶內(nèi)層位進行骨料灌注，在骨料灌注過程中，根據(jù)地面鉆孔的孔口壓力范圍將注漿過程分為三個階段，其中，初始階段負壓為-0.04～-0.06MPa，灌注平均粒徑為0.25mm的面砂；中間階段負壓為-0.06～-0.07MPa，灌注平均粒徑為0.35mm的中砂；終結(jié)階段為-0.07～-0.085MPa，灌注平均粒徑為0.5mm的粗砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，向遠工作面含水層層位注漿包括：
通過地面鉆孔和位于遠工作面含水層層位的水平鉆孔進行壓水試驗；并且當?shù)孛驺@孔的孔口壓力為負壓時，開始進行單液粉煤灰-水泥漿液的灌注，當注漿泵壓力增加時，減小注漿泵檔位或減少注漿泵數(shù)量，直至注漿泵壓力減小至0MPa；在單液粉煤灰-水泥漿液灌注過程中，當孔口開始冒漿時，停止單液粉煤灰-水泥漿液的灌注。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，還包括加固遠工作面底板層位，具體為：
當突水水源已經(jīng)截流或突水點已經(jīng)完成封堵時，對遠工作面底板層位注漿鉆孔的豎直段鉆孔進行掃孔作業(yè)，當掃孔至預(yù)定層位時，開始側(cè)鉆和定向水平鉆進第一預(yù)定孔位和第二預(yù)定孔位以形成兩個底板分支灌注孔，利用底板分支灌注孔進行遠工作面底板層位加固。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，利用底板分支灌注孔進行單液水泥稠漿的注漿，注漿泵壓力維持在8～10MPa，當注漿泵壓力低于8MPa時，停止高壓注漿作業(yè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高承壓動水條件下礦井底板水害防治方法，其特征在于，所述第一預(yù)定孔位和第二預(yù)定孔位分別位于從遠工作面底板注漿層位垂直注漿孔施工的所有的傾斜段鉆孔的頂部和底部。
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