[发明专利]一种煤矿帷幕注浆方法

说明书

本发明属于矿井防治水技术领域，具体涉及一种煤矿帷幕注浆方法。以解决现有技术方法存在的布孔依据不足缺乏针对性、浆液搭接性和控制性不好、帷幕可靠性差、无效工程量大等问题。本发明先确定两侧帷幕线，沿帷幕线施工定向水平孔，从地面对空推段施工定向垂直孔，垂直孔前端设置探测装置，分析小窑采巷连通情况，先封堵垂直探测孔，再从地面施工注浆孔，最后施工水平检查孔。本方法的优点是布孔依据充分、针对性强、浆液控制性好、无效工程量小。

技术领域

本发明属于矿井防治水技术领域，具体涉及一种煤矿小煤窑采空区的帷幕注浆方法。

背景技术

我国煤炭事业经过多年的发展，目前煤矿周边小煤窑采空区问题日益突出。小煤窑一般在矿井开发早期就已经开始采掘，受技术水平和生产投入所限，小煤窑一般是在井田浅部进行小规模简单式开采，开采方式基本为巷采，一个巷采头留下一个类似于“老鼠洞”的巷道，采掘后不做记录也没有资料，受采深限制及政策影响，小煤窑多数已停产多年。小煤窑采空区带来的最大问题是老空区隔离问题，与小煤窑相邻的正规矿井会通过密闭墙将自身采掘系统与外部小煤窑隔开，避免漏风引起煤层自燃。但密闭墙只能隔离空气不能隔水，一旦小煤窑发生突水会将水引入生产矿井，水压高时会冲垮密闭墙，大量积水瞬间从浅部溃入，引起灾难性后果。

帷幕注浆是隔离小窑采空区与生产矿井的一种方法，由于小窑采空区的采场布置不清、开采位置不明、采巷形态不确定，目前小窑采空区帷幕注浆采用的是垂直孔均匀密集式帷幕注浆法，即在地面均匀布置多排垂直帷幕钻孔，对采空区进行无差别密集地毯式钻探，钻孔若发现有采巷就进行注浆，钻孔若没有发现采巷就封孔。现有技术下，注浆时各个钻孔所揭露巷道之间贯通关系不明，钻孔注浆是单点式孤立注浆，各注浆孔浆液之间的搭接性不清楚，各孔需要独立控制浆液的无效扩散，浆液的搭接性和控制性不好。在均匀布孔的情况下，孔距小则钻孔工程量大，孔距大则可能漏掉小窑采巷，为了防止漏掉小窑采巷，均匀布孔时一般孔距小、孔位密、钻孔多，无效工程量大，但即使如此，也有可能漏掉个别巷道，注浆帷幕完成后小窑采巷仍然可能过水，工程留有一定隐患。因此，现有的小窑采空区帷幕注浆方法存在的问题是的布孔依据不足缺乏针对性，浆液搭接性和控制性不好，帷幕可靠性差，无效工程量大。

发明内容

本发明要提供一种技术方案，以解决现有技术方法存在的布孔依据不足缺乏针对性、浆液搭接性和控制性不好、帷幕可靠性差、无效工程量大等问题。

为了达到本发明的目的，本发明采用的技术方案为：一种煤矿小煤窑采空区帷幕注浆方法，包括以下步骤：

1）确定帷幕区域两侧的帷幕边界线，在帷幕边界线正下方的小窑煤层中顺煤层施工若干个水平探查孔，记录钻孔所揭露的各个空推段的空间位置，同一条帷幕线边界上相邻水平探查孔的水平段在煤层中要无间断搭接；

2）从地面布置垂直探测孔，使钻孔命中空推段，钻孔进入空推段后观测并记录掉钻情况，水平探查孔空推段和垂直探测孔掉钻段即为小窑采空区的小窑巷道；

3）从垂直探测孔中提出钻具，将套管顺垂直探测孔下放至小窑巷道处，在地面将套管悬挂固定在小窑巷道顶板；

4）从套管中下入测斜仪，测斜仪前端固定设置有测距仪，测距仪垂直于测斜仪轴向，其发射端和接收端均与测斜仪垂直；

5）测斜仪后端连接钻杆，钻杆带动测斜仪顺套管进入小窑巷道中，自上而下进行探测：先在起始点某个高度360°旋转，通过测斜仪探测方位角、井斜角，通过测距仪测量采空区煤壁与测距仪之间的间距，然后逐步下放测斜仪，重复以上操作，直到完成钻孔在巷道中不同高度的方位角、井斜角和距离的测量；

6）根据钻杆长度、测斜仪长度、方位角、井斜角和煤壁与测距仪的距离，处理数据后可得出钻孔所揭露的小窑采空区巷道的形状和巷道延伸方向；

7）重复步骤2）到步骤6），完成所有垂直探测孔的测量及数据处理工作；