[发明专利]一种基于示踪技术的煤矿断层破碎带注浆加固方法

说明书

本发明公开了一种基于示踪技术的煤矿断层破碎带注浆加固方法，涉及采矿工程技术领域，首先在掘进头的掘进工作面施工一序次注浆孔用于投放示踪剂，然后利用核探测器在掘进头工作面对β射线进行检测，根据检测结果确定二序次注浆孔的施工位置及方位角；检测并记录注浆钻孔施工过程中排出的岩渣放射性强弱，根据检测结果选择合适的注浆材料，最后再对重点区域注浆加固。该方法解决了巷道掘进过程中如何有效注浆的技术问题，还能够确定断层的产状及破碎带裂隙的发育程度，具有施工简单、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及采矿工程技术领域，尤其是一种基于示踪技术的煤矿断层破碎带高效注浆加固方法。

背景技术

煤矿开采条件复杂的区域，尤其是断层分布的位置，工作面回采巷道在掘进过程中难免要经过断层，由于断层自身的脆弱性，巷道在经过断层时易发生断层活化突水，因此巷道临近断层时，需要停止掘进，对断层带进行注浆加固。

由于断层应力带不均匀分布，在断层面附近会产生派生裂缝，形成一定范围的破碎带。常规的底板注浆方式只能笼统的对断层内的局部裂隙进行封堵加固，对于裂隙产状复杂、裂隙范围大的断层破碎带，不能起到好的注浆加固效果。只有准确判断破碎带裂隙的产状，对破碎带进行特殊的注浆处理才能起到加固的效果，进而保证回采巷道安全。另外还有采用全范围密集布孔的方式进行注浆加固，这种布孔方式工作量大，且没有针对性，注浆效果不明显；或者在注浆之前通过注水压力的变化来确定裂隙发育的情况，不仅造成了大量的水浪费，并且只能通过经验的方式来判断断层破碎带内裂隙的发育程度，误差很大。

为了准确判断断层破碎带裂隙的产状，合理的布置注浆孔进行注浆加固，保证巷道掘进安全，需要快速准确的确定断层破碎带区域的裂隙情况，需要提供一种煤矿断层破碎带高效注浆加固方法。

发明内容

为了解决巷道掘进过程中如何有效注浆的技术问题，还能够确定断层的产状及破碎带裂隙的发育程度，高效注浆过断层，本发明提供了一种基于示踪技术的煤矿断层破碎带注浆加固方法，具体技术方案如下。

一种基于示踪技术的煤矿断层破碎带注浆加固方法，步骤包括：

A.回采巷道掘进至距离断层8～12m时，停止掘进并在掘进工作面向断层侧钻设一序次注浆钻孔，通过一序次注浆钻孔投放同位素示踪剂；

B.同位素示踪剂从一序次注浆钻孔注入后扩散至断层处的裂隙中，同位素示踪剂投放完成后，暂时封堵一序次注浆钻孔；

C.在掘进工作面使用核探测器对β射线进行检测，得到断层裂隙分布情况，根据断层裂隙分布情况布置二序次注浆钻孔；

D.由掘进工作面向断层一侧施工二序次注浆钻孔，并检测钻孔排出岩渣的放射性强弱；

E.根据钻孔排出岩渣的放射性强弱选择注浆材料,逐个完成一序次注浆钻孔和二序次注浆钻孔的注浆；

F.完成注浆2天后，在掘进工作面任意位置向断层钻取岩芯，检查注浆效果；所取岩芯裂隙发育的位置作为重点区域，重复注浆加固。

优选的是，回采巷道掘进至距离断层10m时暂停掘进，所述一序次注浆钻孔呈口字形布置，所述同位素示踪剂选用H₂¹⁸O。

优选的是，同位素示踪剂在H₂O中搅拌均匀后泵送进入一序次注浆钻孔内；所述一序次注浆钻孔沿掘进工作面断面的边缘部分布置。

进一步优选的是，回采巷道掘进工作面至断层的距离根据矿井水文地质资料判断，矿井水文地质资料包括含水层、冲击层和隔水层的位置、厚度及分布情况，断层的产状及断层的稳定性。

还优选的是，核探测器为闪烁型核探测器，测量的结果用每秒钟的闪烁计数次数表示。

还优选的是，一序次注浆钻孔和二序次注浆钻孔的孔径为70～80mm。