[發(fā)明專利]覆巖離層注漿后的探測與補強一體方法

有效

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• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114575918B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 何祥;楊科;張村;張繼強;魏禎;趙新元;于祥
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F17/18
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 趙昊

1.覆巖離層注漿后的探測與補強一體方法，其特征在于，包括如下步驟：

Step1：沿工作面推進方向間隔布置注漿鉆孔，注漿鉆孔位于工作面傾斜向中部；

Step2：基于鉆孔柱狀，應用關鍵層理論確定覆巖中關鍵層位置，確定注漿鉆孔的常規(guī)注漿層為位于煤層上部120m以上亞關鍵層的底面下部，施工注漿鉆孔；

Step3：在地表布置沉陷觀測線，包括位于工作面中部的1條走向測線和位于相鄰注漿鉆孔中間的多條傾斜向測線；

Step4：進行工作面回采，當回采至注漿鉆孔附近時，依次通過注漿鉆孔向常規(guī)注漿層注入粉煤灰漿體；

Step5：注漿結束后，在傾斜向測線上，且位于工作面傾斜向中部三分之一寬度范圍的邊界處，自地面施工探測與補強孔至導水裂隙帶上的亞關鍵層或垮落帶上的亞關鍵層，觀測該亞關鍵層的下沉情況；同時對地表沉陷進行觀測；

Step6：若探測與補強孔處觀測的亞關鍵層和該處地表的下沉速度皆滿足控制需求，則無需補強；

若探測與補強孔處觀測的亞關鍵層下沉速度滿足控制需求，但該處地表的下沉速度不滿足控制需求，則延伸探測與補強孔至煤層底板的某一完整巖層底面，且下部為厚硬巖層頂面，下入技術套管至孔底，水泥固井至主關鍵層底面下部；通過技術套管內腔向煤層底板注入水泥漿，形成底板注漿層，使探測與補強孔下端錨固于底板巖層，為探測與補強孔穿鞋；在技術套管位于主關鍵層下的戴帽注漿層處射孔，通過技術套管內腔及其與探測與補強孔內腔之間的空間向戴帽注漿層注入水泥漿，最后使水泥漿充滿整個探測與補強孔，將探測與補強孔上端錨固在主關鍵層下，為探測與補強孔戴帽；同時基于沉陷觀測線的觀測結果，選擇下沉速度較大的一處或多處施工探測與補強孔并進行穿鞋帶帽補強；

若探測與補強孔處觀測的亞關鍵層和該處地表的下沉速度皆不滿足控制需求，且下沉速度基本相同，則延伸探測與補強孔至煤層底板的某一完整巖層底面，且下部為厚硬巖層頂面，下入技術套管至孔底，水泥固井至主關鍵層底面下部；通過技術套管內腔向煤層底板注入水泥漿，形成底板注漿層，使探測與補強孔下端錨固于底板巖層，為探測與補強孔穿鞋；在技術套管位于主關鍵層下的戴帽注漿層處射孔，當采空區(qū)的壓縮空間傳遞至戴帽注漿層時，通過技術套管內腔及其與探測與補強孔內腔之間的空間向戴帽注漿層注入水泥漿，最后使水泥漿充滿整個探測與補強孔，將探測與補強孔上端錨固在主關鍵層下，為探測與補強孔戴帽；同時基于沉陷觀測線的觀測結果，選擇下沉速度較大的一處或多處，并在位于工作面傾斜向中部三分之一寬度范圍的邊界施工探測與補強孔，進行穿鞋帶帽補強；

若探測與補強孔處觀測的亞關鍵層和該處地表的下沉速度皆不滿足控制需求，且地表下沉速度明顯大于亞關鍵層下沉速度，則首先向主關鍵層下的戴帽注漿層注入粉煤灰漿體，注滿后延伸探測與補強孔至煤層底板的某一完整巖層底面，且下部為厚硬巖層頂面，下入技術套管至孔底，水泥固井至主關鍵層底面下部；通過技術套管內腔向煤層底板注入水泥漿，形成底板注漿層，使探測與補強孔下端錨固于底板巖層，為探測與補強孔穿鞋；在技術套管位于主關鍵層下的戴帽注漿層處射孔，當采空區(qū)的壓縮空間傳遞至戴帽注漿層時，通過技術套管內腔及其與探測與補強孔內腔之間的空間向戴帽注漿層注入水泥漿，最后使水泥漿充滿整個探測與補強孔，將探測與補強孔上端錨固在主關鍵層下，為探測與補強孔戴帽；同時基于沉陷觀測線的觀測結果，選擇下沉速度較大的一處或多處，并在位于工作面傾斜向中部三分之一寬度范圍的邊界施工探測與補強孔，先向主關鍵層下的戴帽注漿層注入粉煤灰漿體，后進行穿鞋帶帽補強；

Step5-Step6中，所述工作面傾斜向中部三分之一寬度范圍指的是沿工作面傾斜向，將工作面的整個寬度范圍均分為三個區(qū)域，所述三個區(qū)域中的中間的區(qū)域即是工作面傾斜向中部三分之一寬度范圍。

2.根據(jù)權利要求1所述的覆巖離層注漿后的探測與補強一體方法，其特征在于，Step1中，第一個注漿鉆孔距離切眼100-120m，相鄰注漿鉆孔間距200-240m。

3.根據(jù)權利要求1所述的覆巖離層注漿后的探測與補強一體方法，其特征在于，Step2中，所述施工注漿鉆孔，采用Φ445mm牙輪鉆頭鉆進入松散層10m后，下入Φ377mm的井口管加固井口；采用Φ311mm牙輪鉆頭鉆進至覆巖內5m后，下入Φ273×6mm螺旋套管，進行水泥固井；采用Φ215.9mm牙輪鉆頭鉆進至最下部的常規(guī)注漿層。