[發(fā)明專利]基巖頂界松散層注漿充填控制地表沉降方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210340439.3
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114562328B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 軒大洋;許家林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F15/04;E21C41/18
• 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: 龍濤

本發(fā)明涉及一種基巖頂界松散層注漿充填控制地表沉降方法，根據(jù)地表沉陷控制需求，對傳統(tǒng)覆巖注漿充填技術(shù)進行了改進，將注漿層位設(shè)置在基巖頂界松散層下，可以大幅減少鉆孔深度與工程量，提高鉆孔施工速度，減少前期施工準(zhǔn)備時間，利于礦井工作面快速生產(chǎn)；并考慮到了注漿充填對松散層內(nèi)含水層的影響，根據(jù)影響不同給出了不同的應(yīng)對方案，如采用的凍結(jié)帷幕方案以及后續(xù)的人造隔水層方案可以使后期最下位含水層恢復(fù)使用。本發(fā)明提出了每個工作面內(nèi)施工兩列，采區(qū)內(nèi)相鄰列的注漿鉆孔交錯布置的注漿鉆孔布置方案，特別適用于注漿層位選在基巖頂界松散層下，利于在采區(qū)內(nèi)形成厚度均勻的充填體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦充填開采領(lǐng)域，具體為一種基巖頂界松散層注漿充填控制地表沉降方法。

背景技術(shù)

覆巖隔離注漿充填技術(shù)近年來在三下采煤中發(fā)揮了積極作用，為煤礦企業(yè)解決壓煤開采提供了新的思路，保障了采煤工作面上方建構(gòu)筑物安全。該技術(shù)基本原理為通過對選定關(guān)鍵層下方的覆巖裂隙空間實施多組延伸至采動裂隙腔體內(nèi)部的地面鉆孔，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，控制覆巖關(guān)鍵層變形和破斷以控制地表沉陷，有效保護地面建構(gòu)筑物安全。

當(dāng)?shù)孛娴谋Ｗo對象為農(nóng)田時，其沉陷控制需求、沉陷控制的容錯性要求都較低，因此在這種工況下，尋找更加經(jīng)濟、更加高效的注漿充填方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員所渴求的，這在覆巖巖層較薄時需求更加急切。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出一種基巖頂界松散層注漿充填控制地表沉降方法，適用于地面保護對象為農(nóng)田等沉陷控制要求低的工況，尤其是覆巖巖層較薄時，包括如下步驟：

S1，在采區(qū)內(nèi)布置多個相鄰的回采工作面；回采工作面之間可以留設(shè)煤柱；

S2，將注漿充填層位選定在基巖頂界松散層下，注漿壓力不小于注漿層位以上松散層的重力；

S3，施工探測鉆孔，確定松散層內(nèi)最下位含水層位置，以及該松散層下部是否存在隔水層，并確定該隔水層的厚度及強度；

S4，當(dāng)注漿壓力不足以破壞該隔水層時，執(zhí)行步驟S6-S8；

當(dāng)最下位的含水層下部不存在隔水層，

或者注漿壓力足以破壞該隔水層時，執(zhí)行步驟S5-S10；

S5，在采區(qū)邊界施工若干帷幕鉆孔，通過帷幕鉆孔施工隔離帷幕體，將最下位含水層及以下松散層與采區(qū)外最下位含水層及以下松散層隔絕；

S6，沿著工作面推進方向在各工作面內(nèi)分別成列施工若干垂直的充填鉆孔，每列內(nèi)充填鉆孔間隔布置；

優(yōu)選的，每個工作面內(nèi)施工兩列，采區(qū)內(nèi)相鄰列的注漿鉆孔交錯布置。

S7，在采區(qū)內(nèi)施工若干抽水井至最下位的含水層，抽取此處的地下水作為注漿充填施工用水；

S8，依次開采各工作面并通過所在工作面內(nèi)的注漿鉆孔進行充填，直至采完所有工作面；

優(yōu)選的，所述注漿材料為粉煤灰漿體或者矸石粉漿體。

S9，將各注漿鉆孔底部封堵，直至最下位含水層下部的某一可注性強的松散層層位，自充填鉆孔向該松散層層位內(nèi)注入粘土濃漿體，形成人造隔水層；

優(yōu)選的，當(dāng)最下位含水層下部存在隔水層時，該可注性強的松散層層位選在該隔水層下。

S10，繼續(xù)通過抽水井抽水，直至采區(qū)內(nèi)最下位含水層的水被全部抽干，取消隔離帷幕體的設(shè)置，采區(qū)內(nèi)最下位含水層與采區(qū)外最下位含水層連通。

優(yōu)選的，所述隔離帷幕體為采用凍結(jié)技術(shù)形成的凍結(jié)帷幕體；所述帷幕鉆孔可以采用定向鉆孔，定向鉆孔水平段位于需要凍結(jié)隔離的松散層位置。

本發(fā)明的發(fā)明點與有益效果如下：