[发明专利]煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法

权利要求书

1.一种煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据工作面的范围、周期闭合距以及离层(2)持续时间，在工作面回采前对离层(2)可能发生涌突的位置进行预测，确定注浆-泄水孔(9)的位置；

步骤二：在设计位置处依据钻孔设计要求施工注浆-泄水孔(9)；所述注浆-泄水孔(9)包括直径递减的四个钻孔段：第一钻孔段(91)为松散层固井段；第二钻孔段(92)为临时止水段；第三钻孔段(93)为注浆段；第四钻孔段(94)为泄水孔段；

S1.由地表打至松散层底部，安装第一套管(95)，并灌注水泥浆固定第一套管(95)，完成第一钻孔段(91)施工；S2.从松散层底部打至目标含水层底板以上50m的岩层处，安装护壁临时止水套管(96)，完成第二钻孔段(92)施工；S3.从目标含水层底板往上50m处打至目标含水层底部(7)，完成第三钻孔段(93)施工；

步骤三：在第三钻孔段(93)施工完成后、工作面推进至注浆-泄水孔(9)前，对第三钻孔段(93)进行采前注浆；

步骤四：待采前注浆施工完成、工作面推过注浆-泄水孔(9)位置处并且覆岩稳定后，在第三钻孔段(93)的基础上继续向下施工第四钻孔段(94)，穿越含水层(1)及其下部岩层直至冒落带顶部(8)，形成完整的注浆-泄水孔(9)，离层(2)水通过注浆-泄水孔(9)均匀持续下泄到采空区(5)；

步骤五：受采动影响，覆岩在泄水过程中仍会运动，导致泄水孔孔壁失稳，出现塌孔现象，造成离层(2)水体难以下泄；在泄水效果未达预期时，对第三钻孔段(93)进行采中注浆工作；

步骤六：待工作面推过注浆-泄水孔(9)位置，没有离层(2)涌突水威胁时，进行采后注浆工作；

步骤七：当工作面推进到下一个注浆-泄水孔(9)时，对当前的注浆-泄水孔(9)进行封孔。

2.根据权利要求1所述的煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，步骤二中，注浆-泄水孔(9)孔间距为注浆扩散半径的两倍。

3.根据权利要求1所述的煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，步骤二中，所述第一钻孔段(91)直径220mm，第一套管(95)直径200mm；第二钻孔段(92)直径180mm，临时止水套管(96)直径160mm；第三钻孔段(93)直径108mm；第四钻孔段(94)直径90mm。

4.根据权利要求1所述的煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，步骤三中，采前注浆材料为水泥浆液，施工过程中注入浆液浓度由稀到稠，稠度逐渐增加；稀浆液的水灰质量比为3-2:1，稠浆液的水灰质量比为1.5-1.2:1；注浆量计算公式为：

Q＝π·R²·H·n·c；

式中，Q为注浆量，m³；R为注浆半径，m；H为注浆段高，m；n为含水砂岩层孔隙率；c为修正系数，取1.1-1.3。

5.根据权利要求4所述的煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，步骤三中，注浆时孔口压力加上浆液自身的重力应大于目标含水层底部(7)的水压，使得浆液顺利进入含水层(1)中的裂隙中；在注浆过程中，注浆压力应保持平稳，逐步增加，待注浆量达到设计总量或者注浆压力达到设计终压并稳定持续20mins以上，即可认为采前注浆完成；注浆终压为静水压力的2-3倍；注浆终压计算公式为：

P_终＝(2～3)P_s＜K_p；

式中，P_终为终孔压力，MPa；P_s为静水压力，MPa；K_p为注浆层位底板抗拉强度，MPa。

6.根据权利要求1所述的煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，步骤三中，采前注浆施工前对注浆层位进行预注水压裂。

7.根据权利要求1所述的煤矿高位离层水害注浆-泄水综合治理方法，其特征在于，步骤四中，在注浆-泄水孔(9)吸风停止时，施工第四钻孔段(94)进行透孔泄水。