[发明专利]一种工作面断层顶板水害超前防治方法

说明书

一种工作面断层顶板水害超前防治方法，包括如下步骤：步骤一：工作面揭露断层带，在断层带下盘选取合适位置施工，钻出的断层带分段压水钻孔穿过断层带，终孔位置不超过预计的垮落带范围边界；步骤二：在断层带分段压水钻孔中采用双塞压水装置进行分段压水，分段压水双塞间距为5m，确定断层带位置后对断层带前后20m开展压水，确定断层及其影响带位置；其技术要点为，通过单孔探查及分段压水确定断层带的影响范围，为后续钻孔提供靶区；通过低位注浆钻孔对垮落带范围内的断层破碎带进行注浆加固；通过高位引流泄压钻孔超前截流和泄压断层带涌水，避免涌水顺断层带涌入架前和高水压造成的进一步灾害，从而避免顶板断层水害的发生。

技术领域

本发明属于矿山安全技术领域，具体是一种工作面断层顶板水害超前防治方法。

背景技术

矿井水害作为矿井五大灾害之一，严重影响和威胁着煤矿正常生产和人员财产的安全。断层是诱发矿井水害的重要因素之一，在我国突水灾害中占有很大的比例。随着煤炭开采技术的进步和开采范围的增大，开采构造条件日趋复杂，矿井面临的水害问题日益严峻。

断层及其周围一定范围的破碎带具有储水、导水和集水的作用，在开采扰动到断层带后，断层带有可能直接导通强含水层从而诱发突水事故；当断层带较为破碎泥质较高时还可能诱发“泥砂溃涌”灾害；如断层带本身不含水和导水，但在开采影响下有可能逐渐活化发生滞后突水。断层水害往往突发性强、表现形式多样、瞬时水量大，是煤矿开采过程中必须面临的一大难题。

目前针对断层水害的防治主要集中在留设煤柱、注浆加固以及控制采高等方面，且多以底板断层水害防治技术为主，但在顶板水为主的矿区现有断层水害防治技术的应用还存在一定的局限性：断层往往未直接导通强富水含水层，留设煤柱方案可行性不高造成煤炭资源的不必要浪费；顶板断层带围岩多为砂岩和泥岩互层，工程性质较差，底板水的断层定向钻区域注浆加固技术在顶板水害区域适用性不强；顶板断层带受开采扰动较大，断层带附近应力集中导水裂隙带异常发育，断层水害往往伴随冒顶和泥砂溃涌灾害，防范难度极大；可见，在顶板水害为主的矿区现有断层水害防治技术的应用还有很大的局限性，尚不能很好的解决现有问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作简单、效果显著且适用性强的顶板断层水害的处理和防治方法；通过单孔探查及分段压水确定断层带的影响范围，为后续钻孔提供靶区；通过低位注浆钻孔对垮落带范围内的断层破碎带进行注浆加固；通过高位引流泄压钻孔超前截流和泄压断层带涌水，避免涌水顺断层带涌入架前和高水压造成的进一步灾害，从而避免顶板断层水害的发生。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种工作面断层顶板水害超前防治方法，包括如下步骤：

步骤一：工作面揭露断层带，在断层带下盘选取合适位置施工，钻出的断层带分段压水钻孔穿过断层带，终孔位置不超过预计的垮落带范围边界；

步骤二：在断层带分段压水钻孔中采用双塞压水装置进行分段压水，分段压水双塞间距为5m，确定断层带位置后对断层带前后20m开展压水，确定断层及其影响带位置；

步骤三：根据断层带分段压水钻孔确定的靶区施工一组束状钻孔穿过断层影响带，钻孔终孔间距为5～20m，可通过在不同钻孔中开展压水和水力连通试验确定注浆孔的孔距和排距；

步骤四：在巷道合理位置施工低位近水平的第一排钻孔和第二排低位钻孔，第一排钻孔的终孔位置接近穿过断层带，钻孔按照确定的孔距和排距布设；

步骤五：在束状的第一排钻孔注入速凝浆液，注浆顺序为从两头向中间，先注入第一排第1个孔，观察第2个孔出浆后停注第1孔开始注第2个孔，依次类推完成第一排钻孔的注浆，第二排钻孔充当引流的作用，在断层带底部形成“接底层”，确保上部注浆时不跑浆；