[发明专利]一种临河煤矿老空区水害查治一体化治理方法

说明书

本专利涉及一种临河煤矿老空区水害查治一体化治理方法，包括如下步骤：在地表河流与矿区边界之间布设止水帷幕查治勘探线，止水帷幕查治勘探线穿过待治理矿区内的地下空区；在止水帷幕查治勘探线上探查钻孔施工过程中，对已揭露空区的探查钻孔内进行注浆封堵，形成帷幕墙注浆段，帷幕墙注浆段与实体地层段共同构成止水帷幕墙。本发明通过构建帷幕墙有效隔断地表河流对老空区的补给，减轻浅部水体对矿井开采的威胁，而且施工工期短，成本低，阻隔效果好。

技术领域

本专利属于煤矿水灾害治理技术领域，具体而言涉及一种临河煤矿老空区水害查治一体化治理方法。

背景技术

地下煤炭资源的开采，会打破原本的地应力平衡，改变煤层至地表一定范围内的岩土体力学性质与地下水赋存状态，严重情况下会造成地表不均匀沉降与塌陷。制约煤矿安全生产的重要因素之一，就是水害。受开采工艺的制约，多期的开采历史会形成多层位复杂的废弃老巷及采空区。这样分布不均、探查难度大的地下空间成为地下水赋存的空间与运移的通道。尤其浅层采空区与开采裂隙发育高度会影响地表水体及河流阶地的稳定性。一旦形成地表塌陷，地表河流与多层采空区具有较强水力联系时，高势能水体对煤矿深部开采会产生较大威胁。

在高海拔地区，比如我国的西部地区，对过水通道的探查与封堵难度大，其原因在于冻土层的厚度大，对钻井施工机械、材料要求高，对探查与封堵产生不利影响。为确保地下工程治理效果，需要赶在积雪融化、河流水位上升之前，建造一定强度的地下防水帷幕墙。

然而，在高海拔地区的适宜施工时间仅在每年的4-5月份，适宜施工的时间非常短，采用现有先探查、再治理的方式，需要先寻找所有的过水通道，再建造地下防水帷幕墙，根本无法在短短两个月之内完成地下防水帷幕墙的探查以及建造，而且为了提高探查精度就需要数量众多的探查钻孔，导致施工成本非常高，并进一步延长施工周期。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种临河煤矿老空区水害查治一体化治理方法，用以解决现有探查治理方法采用先探查、再治理的方式，导致施工时间长、成本高，而且空区与补水源之间的封堵效果差的问题中的一者或多者。

本发明的目的是这样实现的：

一种临河煤矿老空区水害查治一体化治理方法，包括如下步骤：在地表河流与矿区边界之间布设止水帷幕查治勘探线，止水帷幕查治勘探线穿过待治理矿区内的地下空区；在止水帷幕查治勘探线上探查钻孔施工过程中，对已揭露空区的探查钻孔内进行注浆封堵，形成帷幕墙注浆段，帷幕墙注浆段与实体地层段共同构成止水帷幕墙。

进一步地，在布设止水帷幕查治勘探线之前，还包括如下步骤：

在待治理矿区内沿河流流向等间距布置多条物探线，根据物探解译结果识别地下空区以及富水异常区的空间分布特征。

进一步地，止水帷幕查治勘探线穿过富水异常区。

进一步地，对未揭露空区的探查钻孔进行注浆，充填地下实体地层段发育的岩体裂隙。

进一步地，对未揭露空区的探查钻孔进行注浆时，在浆液内加入水泥质量3％的速凝剂；采用由稀浆到稠浆的注浆工艺，钻孔初次注浆浓度水灰比0.9:1-0.8:1，二次注浆采用0.8:1-0.7:1。

进一步地，在止水帷幕勘探线的两侧，围绕揭露空区的探查钻孔加密施工投料钻孔，投料钻孔用于精确探查地下空区的空间分布范围以及向地下空区灌注粗骨料速凝混凝土。

进一步地，平行于止水帷幕勘探线布置多条投料线，投料线上等间距施工投料钻孔，且每一条投料线上两端的钻孔未揭露地下空区。

进一步地，止水帷幕查治勘探线的两侧分别布设第一投料线和第二投料线，第一投料线、第二投料线与止水帷幕查治勘探线之间的垂直距离均为2m，投料线上的投料钻孔密度为4m。