[發明專利]覆巖壓實注漿充填連續開采方法

有效

• 申請號: 202210318141.2
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114607379B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 軒大洋;許家林
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/00
• 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

本發明涉及煤礦的一種覆巖壓實注漿充填連續開采方法，在回采工作面之間不留隔離煤柱，將導水裂隙帶上方隔離層之上的某一關鍵層作為注漿關鍵層，將注漿鉆孔布置在靠近下一工作面的側部裂隙厚度變化區，如此在下一工作回采時，可以同時利用本工作面的注漿鉆孔和上一工作面的注漿鉆孔同時向采動裂隙空間注入充填材料，保證注漿充填量與效果。本發明在保證注漿充填減沉效果的基礎上，還可以大幅提高煤炭采出率。

技術領域

本發明涉及煤礦充填與“三下”開采領域，具體為一種無煤柱開采條件下覆巖裂隙壓實注漿充填連續開采方法。

背景技術

建(構)筑物壓煤開采一直是困擾我國煤礦企業的重大技術難題。由于部分礦區資源逐漸枯竭，壓煤的成功開采，對提高煤炭資源利用率，緩解礦井接替緊張局面，延長礦井服務年限具有重大意義。特別是對經濟相對發達的華東、華北地區而言，隨著土地資源愈發緊張以及征遷費用的提高，不搬遷開采建筑物下壓煤勢在必行。

傳統采用的搬遷開采方法在實施過程中，面臨的礦井與地方居民矛盾越來越尖銳，一方面是地方居民的訴求往往超過甚至遠遠高于現有賠償標準，導致礦井無力支付，另一方面，由于村莊搬遷往往涉及大量人口，導致礦井在商談過程中面臨的工作量大、困難多，有時反而成為實際中的弱勢一方。因而，尋求建筑物不搬遷開采方法對于煤礦生產而言意義重大。隨著經濟、社會、文明的發展，以及國土資源等相關政策的不斷調整，地面景觀與建筑物保護的要求愈加嚴格，地表不允許塌陷將成為常態。

充填是控制地表塌陷的源頭技術。覆巖隔離注漿充填技術是近年來研發的“三下”采煤新技術，在建筑物壓煤開采中發揮了重要作用。該技術基本原理為，選定關鍵層下方的覆巖裂隙空間，施工多組延伸至采動裂隙腔體的地面鉆孔，在工作面回采過程中利用地面鉆孔對裂隙腔體實施高壓注漿充填，對采空區內破碎巖體產生壓縮作用，在采空區中部形成壓實區，壓實區與工作面之間留設的一定寬度的隔離煤柱共同承載上覆巖層，維持關鍵層穩定性，以控制地表沉陷，有效保護地面建構筑物安全。

傳統的覆巖隔離注漿充填技術應用過程中，為維持關鍵層穩定性，需要留設隔離煤柱，煤柱的留設導致煤炭損失，影響了煤炭采出率，且留隔離煤柱不適用于沖擊地壓與高瓦斯突出礦井。因此，需要一種不留隔離煤柱的連續開采注漿充填方法。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本發明提出了一種覆巖壓實注漿充填連續開采方法，具體為一種無煤柱開采條件下覆巖裂隙注漿充填壓實采空區方法，包括如下步驟：

S1，在煤層內布置若干個相鄰的回采工作面，回采工作面之間不設隔離煤柱；

優選的，相鄰工作面之間布置沿空巷道，所述沿空巷道為沿空留巷或者沿空掘巷。

S2，基于地層巖性與厚度確定覆巖內關鍵層位置；

S3，確定導水裂隙帶范圍，并在導水裂隙帶上方留設一定厚度的隔離層，選定隔離層上方的某一關鍵層作為注漿關鍵層；該注漿關鍵層的巖層底面與其下方巖層的頂面形成注漿充填用裂隙空間；

S4，在工作面寬度方向，基于巖層垮落線將注漿關鍵層下的裂隙空間分為中部的裂隙厚度均勻區和側部裂隙厚度變化區，其中裂隙厚度均勻區位于巖層垮落線向工作面以里；

S5，沿著工作面推進方向在第一個回采工作面上方的地表間隔施工若干垂直的注漿鉆孔，注漿鉆孔終孔施工至裂隙空間，注漿鉆孔穿過側部裂隙厚度變化區，該側部裂隙厚度變化區靠近下一個將要采的工作面；

優選的，注漿鉆孔穿過側部裂隙厚度變化區并靠近裂隙厚度均勻區。

S6，在進行第一個工作面回采時通過該工作面內的注漿鉆孔向裂隙空間注入充填材料；通過注漿充填將采空區內破碎巖體壓實，形成壓實區；