[發(fā)明專利]一種采空區(qū)冒落矸石碎脹系數(shù)的測(cè)試方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310256899.2
• 申請(qǐng)日: 2023-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN115977635B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海龍;王琦;高紅科;趙振龍;趙振華;韓琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;臨沂大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C39/00
• 分類號(hào): E21C39/00
• 代理公司: 北京中北知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253
• 代理人: 袁亞杰

1.一種采空區(qū)冒落矸石碎脹系數(shù)的測(cè)試方法，其特征在于，所述方法包括：

通過在礦井的煤柱正上方地表施工基準(zhǔn)孔，確定所述礦井在原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

在所述礦井中頂板巖層冒落填充后的采空區(qū)正上方地表施工注漿孔，并對(duì)所述注漿孔進(jìn)行注漿處理；

在所述采空區(qū)正上方地表，所述注漿孔的漿液擴(kuò)散半徑之內(nèi)鉆取包含冒落矸石結(jié)石體的巖芯，并根據(jù)所述巖芯確定所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述冒落矸石結(jié)石體為所述采空區(qū)在所述注漿孔進(jìn)行注漿處理后，在漿液擴(kuò)散半徑之內(nèi)的冒落矸石膠結(jié)形成的；

根據(jù)所述原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所述采空區(qū)的冒落矸石綜合碎脹系數(shù)；

所述根據(jù)所述原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所述采空區(qū)的冒落矸石綜合碎脹系數(shù)，包括：針對(duì)所述冒落矸石結(jié)石體中的每個(gè)巖層，在所述原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，查詢?cè)搸r層的巖性對(duì)應(yīng)的冒落前厚度，并在所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，查詢?cè)搸r層的巖性對(duì)應(yīng)的冒落后厚度；將所述冒落矸石結(jié)石體中各所述巖層對(duì)應(yīng)的冒落后厚度的和值，與所述冒落矸石結(jié)石體中各所述巖層對(duì)應(yīng)的冒落前厚度的和值的比值，確定為所述采空區(qū)的冒落矸石綜合碎脹系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

針對(duì)所述冒落矸石結(jié)石體中的每個(gè)巖層，將該巖層對(duì)應(yīng)的所述冒落后厚度與所述冒落前厚度的比值，確定為該巖層對(duì)應(yīng)的冒落矸石單層碎脹系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述注漿孔進(jìn)行注漿處理，包括：

向所述注漿孔內(nèi)注入純水泥漿，采用先自流后加壓的注漿模式，直至所述注漿孔達(dá)到預(yù)設(shè)封孔標(biāo)準(zhǔn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)孔和在鉆取包含所述冒落矸石結(jié)石體的巖芯時(shí)施工的取芯孔的孔間距，小于預(yù)設(shè)孔間距閾值。

5.一種采空區(qū)冒落矸石碎脹系數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

鉆機(jī)，用于在礦井的煤柱正上方地表施工基準(zhǔn)孔；

所述鉆機(jī)，還用于在所述礦井中頂板巖層冒落填充后的采空區(qū)正上方地表施工注漿孔；

注漿設(shè)備，用于對(duì)所述注漿孔進(jìn)行注漿處理；

取芯機(jī)，用于在所述采空區(qū)正上方地表，所述注漿孔的漿液擴(kuò)散半徑之內(nèi)鉆取包含冒落矸石結(jié)石體的巖芯；所述冒落矸石結(jié)石體為所述采空區(qū)在所述注漿孔進(jìn)行注漿處理后，在漿液擴(kuò)散半徑之內(nèi)的冒落矸石膠結(jié)形成的；

鉆孔編錄裝置，用于在礦井的煤柱正上方地表施工基準(zhǔn)孔的過程中，確定所述礦井在原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

所述鉆孔編錄裝置，還用于根據(jù)所述巖芯確定所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

所述鉆孔編錄裝置，還用于根據(jù)所述原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系和所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所述采空區(qū)的冒落矸石綜合碎脹系數(shù)；

所述鉆孔編錄裝置，具體用于：針對(duì)所述冒落矸石結(jié)石體中的每個(gè)巖層，在所述原始狀態(tài)下各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，查詢?cè)搸r層的巖性對(duì)應(yīng)的冒落前厚度，并在所述冒落矸石結(jié)石體中各巖層的巖性和厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，查詢?cè)搸r層的巖性對(duì)應(yīng)的冒落后厚度；將所述冒落矸石結(jié)石體中各所述巖層對(duì)應(yīng)的冒落后厚度的和值，與所述冒落矸石結(jié)石體中各所述巖層對(duì)應(yīng)的冒落前厚度的和值的比值，確定為所述采空區(qū)的冒落矸石綜合碎脹系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆孔編錄裝置，還用于：

針對(duì)所述冒落矸石結(jié)石體中的每個(gè)巖層，將該巖層對(duì)應(yīng)的所述冒落后厚度與所述冒落前厚度的比值，確定為該巖層對(duì)應(yīng)的冒落矸石單層碎脹系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，所述注漿設(shè)備，具體用于：

向所述注漿孔內(nèi)注入純水泥漿，采用先自流后加壓的注漿模式，直至所述注漿孔達(dá)到預(yù)設(shè)封孔標(biāo)準(zhǔn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基準(zhǔn)孔和在鉆取包含所述冒落矸石結(jié)石體的巖芯時(shí)施工的取芯孔的孔間距，小于預(yù)設(shè)孔間距閾值。