[发明专利]一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法

权利要求书

1.一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述具体操作步骤如下：

步骤a：现场钻孔取样，测试各岩层的强度、密度、含水率、渗透特性物理力学参数；

步骤b：建立三维物理相似模拟模型，模拟煤层开采覆岩裂隙演化过程，统计分析得到含水层（2）、隔水层（3）与表土层（1）裂隙形态、位置、张开度、大小空间展布特征，计算各岩层所需的充填量；

步骤c：根据隔水层裂隙发育空间展布特征，配置隔水性充填材料A（6），通过在地表采动裂缝处布置注浆管路（7），实施泵送充填，完成隔水层（3）的再造修复；

步骤d：根据含水层裂隙发育空间展布特征，配置富水性充填材料B（5），通过在地表采动裂缝处布置注浆管路（7），实施泵送充填，完成含水层（2）即生态水位层的再造修复；

步骤e：根据表土层裂隙发育空间展布特征，配置富含微生物、植被生长的表土性充填材料C（4），通过在地表采动裂缝处布置注浆管路（7），实施泵送充填，完成表土层（1）的再造修复；

步骤f：当地表裂缝被充填材料的浆液充满则停止注浆，含水层（2）、隔水层（3）与表土层（1）再造修复稳定后，在地表种植适宜当地区域环境生长的植被；

步骤g：重复步骤a~f过程，完成整个矿区的含水层（2）、隔水层（3）与表土层（1）再造修复。

2.根据权利要求1所述的一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述隔水性充填材料A（6）根据其原始隔水层（2）结构力学与隔水性能的相似性配制而成，成分为矸石、风积沙、水泥、水玻璃和速凝剂材料混合而成，所述矸石、风积沙、水泥、水玻璃和速凝剂材料质量比为40:20:10:5:2。

3.根据权利要求1所述的一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述富水性充填材料B（5）根据其原始含水层骨架颗粒特征，即粒径、孔隙度、分选性的载荷传递及其渗透性影响配制而成，成分为水、沙土、砾石材料混合而成，所述水、沙土、砾石材料质量比为12:5:7。

4.根据权利要求1所述的一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述表土性充填材料C（4）为原始表土层土壤、腐殖土、植物养料材料混合而成，所述原始表土层土壤、腐殖土、植物养料材料质量比为20:5:3。

5.根据权利要求1所述的一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述含水层（2）、隔水层（3）与表土层（1）再造修复的隔水性充填材料A（6）、富水性充填材料B（5）、表土性充填材料C（4），其粗骨料粒径大小与料浆浓度，根据各岩层裂隙发育程度进行配置，确保料浆泵送充填过程中的流动性与适宜性。

6.根据权利要求1所述的一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述采动地表裂缝较小，泵送充填困难时，通过施工辅助定向层位钻孔，然后布设注浆管路（7），最后再依次完成含水层（2）、隔水层（3）与表土层（1）的再造修复。

7.根据权利要求1所述的一种基于采动地表裂缝的含隔水层及表土层再造修复方法，其特征在于：所述根据含水层（2）、隔水层（3）与表土层（1）的三维裂缝空间展布特征及范围，采用三角或星形网络矩阵布置注浆站点，以确保整个区域的再造修复效果。