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专利号: 2017104793913
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙主通道的水害防治方法,其特征在于:基于煤层地质赋存条件与开采参数对覆岩导水裂隙带发育的影响,不但考虑了覆岩导水裂隙主通道分布区域,而且还考虑了井下巷道布置、煤层埋深、地表地形对注浆钻孔施工位置的影响,对沟通地层含水层的覆岩导水裂隙采取“抓主要矛盾”的方式,对覆岩中的导水裂隙主通道实施注浆封堵,利用钻孔注浆方式将导水裂隙主通道封堵上的顶板水害方法,以降低含水层水资源漏失程度、减轻井下水害威胁;根据具体开采条件下采动覆岩导水裂隙带高度的发育特征,通过收集各采煤区域的地面钻孔柱状资料,采用关键层位置判别方法确定覆岩中各关键层层位,之后结合覆岩导水裂隙带高度的预计方法,确定各区域导水裂隙带发育高度及其沟通地层含水层的分布区域,最后,在导水裂隙带沟通含水层的区域划定导水裂隙主通道分布范围,并根据井下巷道位置、煤层埋深、地面布钻条件确定实施何种注浆钻孔以及钻孔的施工参数;钻孔施工完毕后,将浆料泵送至导水裂隙主通道区域,封堵导水裂隙通道,其特征在于,包括以下步骤:a.收集矿井在采煤区域曾施工的地质探查钻孔柱状,获得不同开采区域顶板岩层赋存、各岩层的物理力学特性参数;采用关键层判别方法对各钻孔处覆岩关键层位置进行判别,从而确定各区域覆岩关键层位置;

b.采用“基于关键层位置的导水裂隙带高度的预计方法”,通过覆岩关键层位置与煤层采高的关系对采动覆岩导水裂隙带高度进行判断,从而获得各区域覆岩导水裂隙带高度与地层含水层所处位置的相对关系;当导水裂隙带高度范围内存在含水层时,则对应钻孔区域导水裂隙带已沟通含水层,需要采取钻孔注浆方式封堵导水裂隙主通道;当导水裂隙带高度范围内不存在含水层时,则无需采取钻孔注浆措施;

c.在导水裂隙带沟通地层含水层的开采区域内划定导水裂隙主通道分布区域,并根据条件在地面或井下施工钻孔对导水裂隙主通道实施注浆封堵;

所述导水裂隙主通道分布区域处于开采边界以内30-40m的宽度范围;

所述步骤c中注浆封堵钻孔主要根据井下巷道位置、煤层埋深、以及地面布钻条件情况而定,其布置方法如下:

若开采边界附近存在可施工钻孔的巷道,则可选择在该巷道内斜向上施工注浆钻孔;

钻孔终孔位置距开采边界水平距离15-20m,正好位于导水裂隙主通道分布条带区域中央,钻孔终孔所处层位应位于含水层下部的厚硬砂岩中;

若开采边界附近不存在可施工钻孔的巷道或者煤层为埋深小于200m的浅埋煤层,而开采区域对应地表具备钻孔施工条件,则可选择从地面施工钻孔进行注浆封堵;钻孔终孔位置距开采边界水平距离15-20m,正好位于导水裂隙主通道分布条带区域中央,钻孔终孔所处层位应位于含水层下部的厚硬砂岩中;

所述注浆封堵为采用水泥浆或黄泥浆或两者的混合浆,泵送至导水裂隙主通道区域,封堵导水裂隙通道。

2.根据权利要求1所述钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙主通道的水害防治方法,其特征在于:所述步骤a中利用关键层判别软件KSPB对各钻孔处覆岩关键层位置进行判别。

3.根据权利要求1所述钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙主通道的水害防治方法,其特征在于:巷道内施工钻孔的间距为20m,地面钻孔布置的间距可达到150m。