[發明專利]覆巖隔離注漿充填防治礦震與沖擊地壓方法

有效

• 申請號: 202210401726.0
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114737971B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 許家林;軒大洋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21B33/13;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: 龍濤

本發明涉及覆巖隔離注漿充填防治礦震與沖擊地壓方法，將傳統用于地表減沉的覆巖注漿充填用于礦震與沖擊地壓的防治，并對工藝進行了改進；將注漿充填層位選在導致礦震產生的距離煤層最近的厚硬巖層，控制的標準為保證該厚硬巖層撓度小于最大臨界撓度，保證其不破斷；治理更有針對性，并可以減小注漿充填量，進而降低充填成本，提高回采效率。首采工作面可以不用注漿充填，使得采區能夠盡快投產；同時根據距離煤層最近的厚硬巖層的撓度變化規律，合理的設計了工作面傾向面寬，提高了生產效率。

技術領域

本發明屬于煤礦礦震與沖擊地壓領域，具體為一種覆巖隔離注漿充填防治礦震與沖擊地壓方法。

背景技術

煤礦開采后會在開采區域形成大面積的空區，進而造成上覆巖層產生撓曲，當撓曲達到一定程度時，巖層會產生破斷，當上覆巖層中存在厚度和硬度較大的巖層時，其應力集中程度大，破斷距較大，破斷時會使得積聚的能量突然釋放出來，進而產生礦震，有時還可能誘導沖擊地壓。

現有技術中，對此的處理多采用水力壓裂手段預裂覆巖中厚硬巖層，然后再進行工作面回采，但是當厚硬巖層厚度非常大或者厚硬巖層層數較多時，水力壓裂的工程量就會非常的大；采用井下充填開采技術，會造成成本過高、回采效率低的問題。因此本發明提出采用覆巖隔離注漿充填方法防治礦震與沖擊地壓，覆巖隔離注漿充填多用于控制地表沉陷，與防治礦震及沖擊地壓的目的并不相同，因此如何基于防治礦震與沖擊地壓的目的對覆巖注漿充填的工藝進行適應性調整是本發明所探討與研究的問題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本發明提出覆巖隔離注漿充填防治礦震與沖擊地壓方法，包括如下步驟：

a.確定覆巖中導致礦震產生的厚硬巖層位置，并計算其中距離煤層最近的厚硬巖層的破斷距k₀，以及破斷時的最大臨界撓度w₀；

b.在采區內布置首采工作面并進行回采，不實施覆巖注漿充填，所述首采工作面的傾向面寬k₁＜k₀；

c.在首采工作面傾向一側布置傾向面寬為k₂的第二工作面，且滿足k₁+k₂＞k₀；

d.沿第二工作面的推進方向布置若干注漿鉆孔，注漿鉆孔的終孔施工至距離煤層最近的厚硬巖層底面；

e.隨著第二工作面的推進，通過注漿鉆孔向覆巖中注入煤基固廢漿體，注漿充填量、注漿充填壓力需保證距離煤層最近的厚硬巖層撓度小于w₀；

f.在第二工作面傾向一側布置傾向面寬為k₃的第三工作面，第三工作面與采空區內壓實區的距離為k_y，使k_y+k₃＜k₀；

g.沿第三工作面的推進方向布置若干注漿鉆孔，注漿鉆孔終孔施工至距離煤層最近的厚硬巖層底面；

h.隨著第三工作面的推進，通過注漿鉆孔向覆巖中注入煤基固廢漿體，通過注漿鉆孔向覆巖中注入煤基固廢漿體，注漿充填量、注漿充填壓力需保證距離煤層最近的厚硬巖層撓度小于w₀；

i.按照步驟f-h，參考第三工作面進行后續工作面的布置與注漿充填施工。

其中，所述煤基固廢漿體為粉煤灰和/或矸石粉漿體。可以通過施工巖層移動監測鉆孔對距離煤層最近的厚硬巖層的撓度進行實時監測，巖層移動監測鉆孔終孔施工至該距離煤層最近的厚硬巖層內。

其中，注漿鉆孔間距小于厚硬巖層的破斷距k₀。