[发明专利]基于开采空间关键层滞缓效应的浅表层生态水保护方法

权利要求书

1.基于开采空间关键层滞缓效应的浅表层生态水保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用关键层离层发育、闭合存在一定的滞缓时间，依据关键层理论及岩层力学强度，判识出离地表最近的一层或多层亚关键层；

(2)预先在亚关键层布置钻孔，并在孔内设置监测系统；

(3)当离层发育至该亚关键层下方时，监测系统自动识别，启动注浆泵，进行快速注浆，该亚关键层破断、弯曲前对离层空间注满浆；

在步骤(1)中，开采空间从下往上以离层形式上传至地表，开采空间向上传播的过程中出现层间裂缝，即离层；针对裂缝损伤区域，划分为四个区域：中间断裂密实区、左翼离层断裂区、右翼离层断裂区和顶部离层区；顶部离层区的岩层存在一系列的又硬又厚的关键层；关键层指的是对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层；

根据上覆岩层中厚硬岩层对采场覆岩活动控制程度的不同，关键层分为主关键层和亚关键层，当上覆岩层存在为一层至数层即厚又硬的岩层，且对采场上覆岩层直至地表的全部岩层活动起主要控制作用时，则为主关键层；当只对采场上覆岩层局部岩层活动起到控制作用时，则为亚关键层；

过主关键层时滞缓时间比较长，过亚关键层时滞缓时间比较短；近地表的关键层为亚关键层，且近地表的亚关键层出现滞缓时间的频次会增加，但滞缓时间有所缩短；

在空间尺度上，关键层能够阻断开采空间向上传播，控制岩层损伤范围；

在时间尺度上，关键层在开采空间向上传播的过程中存在滞缓效应；

即开采空间向上传播的过程中通过关键层时都会出现一定时间的滞缓；

在矿井开采过程中，采用实时动态GPS测量方法开展小时间尺度的地表沉陷动态监测，捕捉地表沉陷速度跳跃前滞缓时间段，将这段时间作为关键层损伤的实测滞缓时间，修正关键层正理论模型，从而识别出离地表最浅的关键层区域。

2.根据权利要求1所述的基于开采空间关键层滞缓效应的浅表层生态水保护方法，其特征在于，在步骤(2)中，在关键层区域预先布置钻孔，布置用于监测的传感器。

3.根据权利要求1所述的基于开采空间关键层滞缓效应的浅表层生态水保护方法，其特征在于，在步骤(3)中，通过注浆，以阻隔开采空间进一步向上传播，避免开采对浅层岩层的损伤，防止井下开采对浅层水土的破坏，可以有效保护地面生态环境。