[发明专利]一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法

说明书

本发明涉及地质灾害防治技术领域，公开了一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法，包括：从地表布设钻孔从上往下穿过采空区上方覆岩中的多个目标离层区；通过钻孔对多个目标离层区进行复合注浆填充；其中，所述目标离层区为位于采空区上方覆岩中关键层下方的离层空间。本发明提供的一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法，通过向离层空间进行注浆充填，地表的钻孔可只需穿至离层空间即可，无需穿至下方采空区，可以减少钻探工程量，从而可减少工程量以及工程造价，较适用于大采宽厚煤层的开采治理；向采空区上方覆岩中的多个离层空间中进行注浆填充，还可提高注浆量和注采比，更好的满足地表减沉要求，提高注浆效率。

技术领域

本发明涉及地质灾害防治技术领域，特别是涉及一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法。

背景技术

煤炭的开采和利用对我国的经济发展起到巨大的推动作用，但采煤沉陷也给人类的生存环境产生一系列的消极影响，采煤沉陷区的生态恢复与治理直接关系到矿区的经济、社会和生态环境的可持续发展，是我国矿区所面临的一个亟待解决的难题。截止2016年全国已有开采沉陷地面积约9×10³km²，并且随着煤炭资源的开采，采煤塌陷范围以每年200km²的速度递增。对采煤沉陷区进行综合治理，恢复矿区生态环境，同时在煤炭开采时和地表沉陷控制一并考虑，实施绿色开采将是今后我国煤炭开采的重要工作。

目前用于“三下”采煤的充填方法主要有条带开采、采空区固体充填、膏体充填、超高水充填开采等方法，这些充填方法存在初期投资大、充填成本较高、采充作业相互干扰、单产能力及工效较低等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法，用于解决或部分解决现有采煤充填方法存在初期投资大、充填成本较高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法，包括：从地表布设钻孔从上往下穿过采空区上方覆岩中的多个目标离层区；通过钻孔对多个目标离层区进行复合注浆填充；其中，所述目标离层区为位于采空区上方覆岩中关键层下方的离层空间。

在上述方案的基础上，根据上下相邻地层的岩性、厚度及力学性质确定目标离层区，以使得在对多个目标离层区进行注浆填充的过程中上方覆岩保持稳定。

在上述方案的基础上，通过钻孔对多个目标离层区进行复合注浆填充具体包括：钻孔中目标离层区上方采用石油套管固井，目标离层区处下入花管以便于在多个目标离层区注浆；从地表向钻孔中进行高压注浆。

在上述方案的基础上，通过钻孔对多个目标离层区进行复合注浆填充还包括：利用高压注浆将目标离层区下方的岩层压实至煤层底板。

在上述方案的基础上，通过钻孔对多个目标离层区进行复合注浆填充与煤层开采同步进行。

在上述方案的基础上，还包括：在煤层开采之前，从地表布设钻孔从上往下穿过位于采空区上方覆岩中的多个目标离层区；预先向钻孔中注入一定压力的液体，并通过液体的压力变化实时监测目标离层区形成时间，进而确定注浆时机。

在上述方案的基础上，从地表布设钻孔从上往下穿过采空区上方覆岩中的多个目标离层区具体包括：根据前期地质勘探成果，判断关键层位置，确定目标离层区位置；根据目标离层区处关键层破断距和浆液扩散半径，确定钻孔部署位置及数量。

在上述方案的基础上，通过钻孔对多个目标离层区进行复合注浆填充具体包括：对多个目标离层区注入粉煤灰浆液，且粉煤灰浆液中的水灰比为35％-45％。

在上述方案的基础上，从地表向钻孔中进行高压注浆的注浆压力为3-6Mpa。

(三)有益效果