[发明专利]煤层底板含水层超前区域治理模式分类确定方法

说明书

一种煤层底板含水层超前区域治理模式分类确定方法，包括以下步骤：步骤一：根据超前区域治理地区地面钻孔施工条件确定钻孔方式，判定是否采用井下定向钻进方式；步骤二：根据煤层埋深、煤层底板承受水压确定钻孔施工方式；步骤三：分析煤层底板的薄层灰岩含水层的层数，确定是否改造厚层灰岩；步骤四：计算煤层底板各含水层突水系数值，确定超前区域治理改造层位；步骤五：确定煤层底板含水层超前区域治理模式；本发明综合了与现场施工密切相关的施工条件、钻进技术和层位选择三个方面因素，更好的确定含水层超前区域治理工程，避免了无效工程施工，提高施工效率和施工效果，为煤层底板含水层超前区域注浆治理技术推广提供了科学依据。

技术领域

本发明涉及煤矿开采水害防治的技术领域，尤其涉及一种煤层底板含水层超前区域治理模式分类确定方法。

背景技术

我国华北型煤田开采普遍受到底板承压含水层水害威胁，对含水层进行注浆改造是其主要的防治措施。由于以往的注浆方式仅能依托井巷工程施工，无法在巷道掘进之前进行治理，同时常规钻孔注浆存在有效孔段短、注浆效果差、钻孔轨迹难以控制的缺点。

为解决超前区域治理煤层底板含水层，实现底板含水层水害超前防治的目标，本发明人——煤炭科学研究总院西安研究院首次采用定向钻进技术实现了长钻孔注浆的含水层超前区域治理，详见中国专利公开号102134967A，名称为：一种煤层底板注浆加固水平定向钻孔的施工方法。近年来，随着地面定向钻进、井下定向钻进和径向射流技术在含水层注浆改造方面的应用，逐渐开发出多种依托超前钻孔进行含水层注浆改造的方法，实现了煤层顶、底板含水层的超前区域治理。例如，中国专利公开号106545296A，公开日2017年3月29日，发明创造的名称为：一种深采煤层底板灰岩水害的地面钻孔注浆治理方法，该申请案公开了一种利用地面定向钻孔治理底板灰岩含水层的方法。中国专利公开号108561082A，名称为：灰岩含水层互嵌式射流注浆改造方法，该申请案公开了一种利用地面径向射流造孔进行含水层注浆改造的方法。多项专利申请和文献资料表明，现阶段已经形成多种模式的超前区域注浆改造方法，应用于不同的水文地质条件。超前区域治理技术已经成为煤层顶、底板含水层水害治理的重要技术。

目前，国内外已经开发出地面、井下多种钻进方式，针对各类型含水层的水害超前区域治理技术。但是，大多数技术方法均未提出其适用条件，且现阶段也暂未建立起不同治理技术的选择准则，使得部分矿井在工程方案确定时选取错误而造成严重损失。为此，需确定利用定向钻孔注浆改造底板含水层的各种分类模式，建立各模式的确定原则与方法，为超前区域治理工程技术方案确定提供科学依据。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤层底板含水层超前区域治理模式分类确定方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤层底板含水层超前区域治理模式分类确定方法，指导煤层底板含水层超前区域注浆改造方案确定，避免无效工程与重复工程施工。

为解决上述问题，本发明公开了一种煤层底板含水层超前区域治理模式分类确定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：根据超前区域治理地区地面钻孔施工条件确定钻孔方式，判定是否采用井下定向钻进方式；

步骤二：根据煤层埋深、煤层底板承受水压确定钻孔施工方式；

步骤三：分析煤层底板的薄层灰岩含水层的层数，确定是否改造厚层灰岩；

步骤四：计算煤层底板各含水层突水系数值，确定超前区域治理改造层位；

步骤五：确定煤层底板含水层超前区域治理模式，根据步骤一和步骤二确定的超前区域改造钻孔施工位置和钻进方式，根据步骤三和步骤四确定的注浆改造层位。