採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法
2023-05-14 15:30:11 1
專利名稱：採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法
技術領域：
本發明涉及一種注漿充填鑽孔布置方法，尤其是一種適用於注漿充填開採建築物下壓煤的採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法。
背景技術：
覆巖離層注漿充填開採是解決建築物下壓煤問題和煤礦地表環境破壞的有效技術方法之一，對提高煤炭資源利用率、緩解礦井資源緊張局面具有重要意義。應用該項技術的核心與關鍵是保證注漿鑽孔的高可靠性，即鑽孔應具有足夠的注漿流量、在服務期限內不發生堵孔。傳統的離層注漿充填鑽孔布置方式在漿體擴散半徑覆蓋範圍內僅布置ー個鑽孔，採用這種單ー鑽孔布置方式進行注漿充填時由於無備用鑽孔造成安全係數低，一旦鑽孔注漿過程中因突然停電、注漿泵故障等造成注漿短暫不連續吋，極易導致注漿鑽孔堵孔； 另外，由於單ー鑽孔的漿體過流量有限，極易造成注漿流量小、充填量不滿足設計要求。實際工程中注漿鑽孔一旦出現上述問題，將被迫在原注漿鑽孔附近增補布置新的注漿鑽孔，使工程陷入被動局面，不得不暫停採煤工作面開採以等待增補註漿鑽孔完成，因而不能夠達到預期減沉目標，嚴重時甚至導致注漿減沉工程失敗，造成地面建築物損壞。
發明內容
技術問題本發明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供ー種方法簡單、可靠性強、效率高的採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法。技術方案本發明的採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法，包括如下步驟
a、根據開採區域的地質信息，設定開採區域漿體的擴散半徑/ ;
b、按擴散半徑ガ的擴散區域在待開採工作面內分段布置多組從地面垂直向下的注漿鑽孔，每組注漿鑽孔為ー個主注漿鑽孔和一個輔注漿鑽孔，相鄰兩組注漿鑽孔之間的距離為擴散半徑ガ；
第一組主注漿鑽孔距離工作面切眼的位置為擴散半徑ガ 擴散半徑ガ的1/3，距工作面迴風平巷的距離為工作面寬度的1/3 1/2 ；
第一組輔注漿鑽孔位於主注漿鑽孔前方50 80m，距工作面迴風平巷的距離為工作面寬度的1/2 2/3 ；
所述主注漿鑽孔的終孔深度位於煤層上方15 40倍煤層採高；
所述輔注漿鑽孔的終孔深度位於主注漿鑽孔終孔深度上方30 50m處。所述設定開採區域漿體的擴散半徑/ 為100 200m。有益效果由於採用了上述技術方案，在漿體的擴散半徑覆蓋範圍內通過雙鑽孔多個不同層位進行注漿充填，能夠獲得更大的注漿流量，，並且在實際注漿過程中一旦某個主或輔注漿鑽孔發生堵孔時，其對應的輔或主注漿鑽孔仍然能夠保證該區域正常進行注漿充填，増加了注漿充填系統的可靠性與及時性，確保達到設計注漿充填量和注漿充填效果，解決了傳統注漿充填鑽孔布置中單一鑽孔注漿因注漿量不足、鑽孔容易堵孔等問題導致注漿失敗、地面建築物損壞的問題。
圖I是本發明的注漿鑽孔平面布置示意 圖2是本發明的注漿鑽孔剖面布置示意圖。圖中1 一主注漿鑽孔；2 —輔注漿鑽孔；3 —工作面切眼；4 一工作面迴風平巷；
5—地表；6 —煤層；7 —待開米工作面。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述
本發明的採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法
a、根據開採區域的地質條件，設定開採區域單一鑽孔注漿時漿體的擴散半徑/P，設定開採區域漿體的擴散半徑為100 200m ；
b、按擴散半徑的擴散區域在待開採工作面7內分段布置多組從地表5垂直向下的注漿鑽孔，每組注漿鑽孔覆蓋一個擴散區域，在一個擴散區域內布置一個主注漿鑽孔I和一個輔注漿鑽孔2，相鄰兩組注漿鑽孔之間的距離為擴散半徑7 ;
第一組主注漿鑽孔I距離工作面切眼3的位置為擴散半徑 擴散半徑的1/3，距工作面迴風平巷4的距離為工作面寬度的1/3 1/2 ；
第一組輔注漿鑽孔2位於主注漿鑽孔I前方50 80m，距工作面迴風平巷4的距離為工作面寬度的1/2 2/3;
所述主注漿鑽孔I的終孔深度位於煤層上方15 40倍煤層採高；
所述輔注漿鑽孔2的終孔深度位於主注漿鑽孔I終孔深度上方30 50m處。實施例I、以某礦366工作面為例
I、設定366工作面眾體的擴散半徑。366工作面上覆地層以泥巖、砂巖互層為主,砂巖單層厚度較小，不存在典型的厚硬巖層，故地層屬於中硬偏軟弱地層結構。這種地層條件下，眾體的擴散半徑W取中間值，設定為150m。2、布置地面注漿鑽孔。a.確定第I組注漿鑽孔的孔口位置。按照擴散半徑A沿走向方向將366待開採工作面7分為若干段。366待開採工作面7走向長度為280m，擴散半徑7 為150m，據此將366待開採工作面7分為兩段，第一段、第二段長度分別150m、130m。366待開採工作面7開米之前，在上方的地表5布置向煤層6方向的注眾鑽孔。由於366待開米工作面7開米時的地表起動距(即地表開始出現下沉時的工作面沿走向開採長度)的經驗值為100m，而距366工作面切眼50m以內的範圍內上覆地層中不會出現可注漿空間，因此第I組主注漿鑽孔I距工作面切眼3的距離應大於50m小於100m，確定為60m ；366待開採工作面7的寬度為120m，第I組主注漿鑽孔I沿傾斜方向上距366工作面迴風平巷4的距離為45m，比待開採工作面7寬度7的1/3 (即40m)大5m。在距第一組主注漿鑽孔I前方為50m、距工作面迴風平巷4為75m處布置第一組輔助注漿鑽孔2。b.確定第I組注漿鑽孔的終孔位置。366待開採工作面7的採高為3. 5m,按照《建築物、水體、鉄路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程》計算，導水裂隙帶高度為40m，為11. 4倍採高。由於366待開採工作面7上覆地層屬於中硬偏軟弱地層結構，因此終孔位置取小值，為17. I倍煤層採高，即I. 5倍導水裂隙帶高度，為60m。確定主注漿鑽孔I終孔位於煤層上方60m，輔注漿鑽孔2終孔位於主注漿鑽孔I終孔深度上方30m處，即煤層上方90m處。c.確定第2組注漿鑽孔的孔ロ位置。在距離第I組注漿鑽孔150m處布置第2組注漿鑽孔。第2組主注漿鑽孔I距第I組主注漿鑽孔I的直線距離為150m，沿傾斜方向上距工作面迴風平巷4的距離為45m ;第2組輔注漿鑽孔2距第I組 輔注漿鑽孔2的直線距離為150m，沿傾斜方向上距工作面迴風平巷4的距離為75m。d.確定第2組注漿鑽孔的終孔位置。第2組注漿鑽孔的終孔位置與第2組注漿鑽孔相同。
權利要求
1.一種採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法，其特徵在於 a、根據開採區域的地質信息，設定開採區域漿體的擴散半徑 b、按擴散半徑的擴散區域在採煤工作面內分段布置多組從地面垂直向下的注漿鑽孔，每組注漿鑽孔為一個主注漿鑽孔(I)和一個輔注漿鑽孔(2)，相鄰兩組注漿鑽孔之間的距離為擴散半徑 第一組主注漿鑽孔(I)距離工作面切眼(3)的位置為擴散半徑 擴散半徑的1/3，距工作面迴風平巷(4)的距離為工作面寬度的1/3 1/2 ； 第一組輔注漿鑽孔(2)位於主注漿鑽孔(I)前方50 80m，距工作面迴風平巷(4)的距離為工作面寬度的1/2 2/3 ； 所述主注漿鑽孔(I)的終孔深度位於煤層上方15 40倍煤層採高； 所述輔注漿鑽孔(2)的終孔深度位於主注漿鑽孔(I)終孔深度上方30 50m處。
2.根據權利要求I所述的採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法，其特徵在於所述設定開採區域眾體的擴散半徑為100 200m。
全文摘要
一種採動覆巖分區隔離雙孔錯層注漿充填鑽孔布置方法，根據開採區域的地質信息，設定開採區域漿體的擴散半徑R；按擴散半徑R的擴散區域在採煤工作面內分段布置多組從地面垂直向下的注漿鑽孔，每組注漿鑽孔為一個主注漿鑽孔和一個輔注漿鑽孔，相鄰兩組注漿鑽孔之間的距離為擴散半徑R；主注漿鑽孔的終孔深度位於煤層上方15～40倍煤層採高；輔注漿鑽孔的終孔深度位於主注漿鑽孔終孔深度上方30～50m處。在鑽孔不同層位中進行注漿充填，解決了傳統的注漿充填過程中單一鑽孔易堵孔導致注漿充填失敗的問題，增加了注漿充填系統的可靠性；同時通過雙鑽孔錯層位注漿充填，保證系統的及時性，確保達到設計注漿充填量，保證注漿充填效果。
文檔編號E21F15/00GK102705001SQ201210164930
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者倪建明, 喻懷君, 許家林, 軒大洋 申請人:中國礦業大學