[发明专利]一种采煤工作面顶板富水砾石层钻孔注浆方法

说明书

本发明公开了一种采煤工作面顶板富水砾石层钻孔注浆方法，其是：采用地面施工钻孔，从地面垂直向下钻孔，深达砾石层上2‑3m，钻孔内安装套管，套管与钻孔之间的环隙填充水泥固定；从套管终端向下采用下行前进式“钻进‑注浆‑透孔”循环注浆，终孔深度为基岩层，待终孔注浆压力达到注浆结束标准后，用纯水泥浆封孔，注浆结束。本发明能够有效加固煤层工作面顶板，将砾石含水层改造成隔水层或弱含水层，消除孔隙水对煤层工作面回采的威胁。

技术领域

本发明涉及采煤工作面顶板富水砾石层钻孔注浆施工技术领域，具体涉及一种采煤工作面顶板富水砾石层钻孔注浆方法。

背景技术

华北型煤田的部分矿区煤层顶板基岩较薄，为砂、砂砾石、砂卵石及半固结的砂砾岩和泥灰岩，其上覆第四系、新近系厚松散层孔隙水。因井田基岩层(厚度4～40m，平均9m)不同程度地遭受风化，裂隙发育，隔水性差，工作面开采后顶板冒落裂隙带的存在，将使其完全失去隔水作用。若不采取合理有效的维护措施，不仅降低回采效率，无法保证支架初撑力，而且很容易发生工作面顶板冒落、松散层水溃入矿井事故。

注浆加固技术是提高松散岩体的整体性和受力性能的有效途径，目前被广泛用于加固采煤工作面底板。国内外学者针对工作面顶板含水层的注浆加固研究较少，目前的注浆加固方法在施工中往往达不到预期的要求和进度目标，一般钻孔较浅，且钻孔密集，孔间距只有1-2m，施工工艺复杂、繁琐。而对采煤工作面顶板富水砾石层注浆加固隔水，保持顶板的整体性，目前国内还没有成熟的技术。

发明内容

本发明提供了一种采煤工作面顶板富水砾石层钻孔注浆方法，要解决的技术问题是：因松散层下煤层工作面顶板基岩较薄，砾石含水层水通过顶板冒落裂隙带导入工作面的可能性较大，而当前注浆加固方法在施工中往往达不到预期要求的不足。

本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：

一种采煤工作面顶板富水砾石层钻孔注浆方法，其特点在于：包括钻孔和注浆；所述钻孔分成上下两段，上段安装套管，下段钻孔直接作为注浆管，从上而下钻孔直径逐段减小；所述注浆为地面造浆，采用下行前进式注浆方式钻探注浆，采用“钻进-注浆-透孔”的循环方式；注浆结束后封孔。

进一步地，所述注浆结束后封孔是待终孔注浆压力达到注浆结束标准后，用比重不小于1.5的纯水泥浆进行封孔。

进一步地，所述钻孔的方法为全孔无岩芯钻进。

进一步地，上段钻孔采用地面施工钻孔，从地面垂直向下钻孔，孔深达砾石层上2-3m，在钻孔内安装套管，套管与钻孔之间保留3mm的环隙间距，环隙内填充水泥封堵，固定套管；下段钻孔，是从套管终端向下钻孔、注浆，采用下行前进式注浆方式钻探注浆，直至穿过砾石含水层，为终孔深度。

进一步地，所述地面造浆，是由泥浆泵从注浆站沿着注浆管路输送到注浆钻孔，采用下行前进式注浆方式钻探注浆。

进一步地，所述“钻进-注浆-透孔”的循环方式，是每次钻孔注浆待压力达到注浆结束标准后，停注，透孔，再注浆，循环进行。

进一步地，所述纯水泥浆是水泥与水搅拌的混合物。

更进一步地，所述注浆结束标准是下述三种标准中的至少一种：注浆终孔压力不小于含水层静水压力的1.5倍；注浆结束时的进浆量小于35L/min；孔口注浆压力不小于2.5MPa，并持续30min以上。

本发明的有益效果体现在：