[发明专利]一种复杂地质条件下煤层探测及采空区处理综合方法

权利要求书

1.一种复杂地质条件下煤层探测及采空区处理综合方法，应用于上位煤矿层已经开采，下位煤矿层需要补充探测的工况，其特征在于，包括如下步骤：

S1，基于已有的地质探测资料，初步判断煤矿层的大致走向方位，并确定上位煤矿层的采区内已采工作面的大致推进方向；

S2，间隔布置两条沿着煤矿层大致倾向的补充探测线，补充探测线上间隔施工有补充探测钻孔，补充探测出上位煤矿层的各已采工作面的倾向范围、已采工作面之间残留煤柱的倾向范围，同时确定上位煤矿层开采后的垮落带范围；

S3，在残留煤柱正上方的地面向下施工第二补充探测钻孔，采用全取芯钻进工艺，终孔穿过下位煤矿层一定深度，以此确定出下位煤矿层的煤质、煤厚、煤类，以及其上下的各覆岩层的厚度、岩性；

S4，将各覆岩层的取芯岩块做成标准试样，进行力学参数测试，得出各覆岩层的物理力学性质，据此判断下位煤矿层开采后的垮落带范围；

S5，当下位煤矿层开采后的垮落带与下位的煤矿层的垮落带连通，执行该步骤；

S51，下位煤矿层的工作面布置与上位煤矿层相同，下位煤矿层的待采工作面位于上位煤矿层的已采工作面的正下方且与已采工作面宽度相同，下位煤矿层的间隔煤柱位于上位煤矿层的残留煤柱的正下方且与残留煤柱宽度相同；

S52，待采工作面回采后，在其正上方的地面向下施工上位矿层注浆钻孔，上位矿层注浆钻孔的终孔施工至上位煤矿层的垮落带；

S53，采用粉煤灰和/或将煤矸石粉碎成的煤矸石粉，加入水中制备成浆体，通过上位矿层注浆钻孔和位于已采工作面内的补充探测钻孔注入采空区内，治理采空区灾害；

S6，当下位煤矿层开采后的垮落带与下位的煤矿层的垮落带不连通，执行该步骤；

S61，下位煤矿层的工作面布置形式与上位煤矿层相同，下位煤矿层的待采工作面中心位于上位煤矿层的残留煤柱中心的正下方，下位煤矿层的间隔煤柱中心位于上位煤矿层的已采工作面中心的正下方，且待采工作面与已采工作面的宽度、残留煤柱与间隔煤柱的宽度相同；

S62，待采工作面回采后，在已采工作面正上方的地面向下施工上位矿层注浆钻孔，上位矿层注浆钻孔的终孔施工至上位煤矿层的垮落带；

S63，延伸残留煤柱正上方的补充探测钻孔至待采工作面回采后的垮落带得下位矿层注浆钻孔；在残留煤柱正上方的地面向下施工下位矿层注浆钻孔，下位矿层注浆钻孔的终孔施工至待采工作面回采后的垮落带；

S64，采用粉煤灰和/或将煤矸石粉碎成的煤矸石粉，加入水中制备成浆体，通过上位矿层注浆钻孔和位于已采工作面内的补充探测钻孔注入上位煤矿层采空区内；通过下位矿层注浆钻孔和第二补充探测钻孔注入下位煤矿层的采空区内，治理采空区灾害。

2.根据权利要求1所述的煤层探测及采空区处理综合方法，其特征在于，步骤S2中，所述补充探测钻孔为垂直钻孔，首先基于一定间距沿补充探测线施工若干补充探测钻孔，然后在大致确定出的导水裂隙带或者垮落带两侧边界处再次施工若干补充探测钻孔。

3.根据权利要求2所述的煤层探测及采空区处理综合方法，其特征在于，步骤S2中，位于上位煤矿层的已采工作面内的补充探测钻孔，其终孔施工至垮落带顶界，并且根据钻进特征判断导水裂隙带和垮落带位置；位于上位煤矿层的残留煤柱上的补充探测钻孔，其终孔穿过残留煤柱一定深度。

4.根据权利要求2或3所述的煤层探测及采空区处理综合方法，其特征在于，步骤S2中，将两条补充探测线上，确定残留煤柱和已采工作面分界的点连接成线，该连线的延伸方向即是残留煤柱和已采工作面的倾向分界线。

5.根据权利要求2或3所述的煤层探测及采空区处理综合方法，其特征在于，步骤S2中，根据补充探测线上各补充探测钻孔确定的导水裂隙带或垮落带顶界位置，近似拟合出沿补充探测线的呈马鞍型的导水裂隙带顶界线或垮落带顶界线，连接高度相同且大致在同一走向上的点成线，该连线的延伸方向即是工作面推进方向，然后确定沿已采工作面宽度方向的呈马鞍型的导水裂隙带顶界线或垮落带顶界线，结合导水裂隙带顶界线或垮落带顶界线的马鞍型形状与工作面宽度范围的关系大致确定出上位煤矿层的已采工作面的倾向范围、已采工作面之间残留煤柱的倾向范围。