[发明专利]一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法

权利要求书

1.一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定主关键层的层位：施工后取芯做力学试验确定主关键层层位，主关键层层位到地面的距离为H1，H1为第一注浆钻孔(2)长度；

步骤二、注浆前准备：确定注浆孔平面位置，根据注浆孔平面位置进行室内模拟试验，确定覆岩分区梯次注浆的充填材料配比以及注浆后的静置时间T；

步骤三、定向钻孔注浆：按照所述步骤二中的材料配比，通过所述注浆泵(1)和所述第一层注浆钻孔(2)进行注浆；

步骤四、第二层注浆：所述步骤三完成后静置时间T，设置第二层注浆钻孔(3)，通过所述注浆泵(1)和所述第二层注浆钻孔(3)进行第二层注浆，浆液在垮落带沉淀形成饱和压实体时注浆充填作业结束。

2.根据权利要求1所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：所述步骤一中钻孔施工后取芯做力学试验，根据钻孔泥浆漏失情况及岩芯情况确定主关键层层位和离层区(4)。

3.根据权利要求1所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：所述步骤二中在采空区垮落之前对所述第一层注浆钻孔(2)进行施工，注浆孔平面位置位于所述离层区(4)，注浆孔为两个，分别位于工作面两侧，注浆扩散半径为100-150m，注浆孔沿地表下沉盆地拐点处设置。

4.根据权利要求3所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：工作面长度为200m-400m时，在工作面中部添加注浆孔，注浆孔沿地表下沉盆地拐点处分布。

5.根据权利要求1所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：所述步骤三中根据主关键层层位和所述离层区(4)进行定向钻孔，钻孔孔径300mm，所述第一层注浆钻孔(2)进入离层区(4)，按照所述步骤二中的充填材料配比，充填材料配比为矸石：气化渣：粉煤灰：水泥＝1：4.2：4.2：0.6，所述注浆泵(1)在地面以3MPa泵送压力向所述第一层注浆钻孔(2)进行注浆。

6.根据权利要求1所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：所述步骤四中，所述第一层注浆钻孔(2)注浆完成后静置时间T，在所述第一层注浆钻孔(2)内安装270mm套管，进行所述第二层注浆钻孔(3)施工，通过裂隙带(5)和垮落带(6)计算高度进行钻孔作业，所述第二层注浆钻孔(3)的钻孔长度为H2。

7.根据权利要求6所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：根据垮落带(6)和裂隙带(5)确定充填材料配比，所述注浆泵(1)在地面施加10MPa泵送压力输送浆液向所述第二层注浆钻孔(3)注浆。

8.根据权利要求7所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：根据公式计算裂隙带(5)和垮落带(6)的估计高度：

采高M≤3.5m时，裂隙带(5)估计高度H_L和垮落带(6)估计高度H_K分别为：

H_L＝(100M/(0.35M+6.19))±5.47

H_K＝(100M/(-7.71M+42.44))±2.38

当采高3.5m＜M＜6m时，裂隙带(5)估计高度H_L和垮落带(6)估计高度H_K分别为：

H_L＝(100M/(-0.95M+10.82))±14.57

H_K＝(100M/(-1.77M+26.04))±7.90

当采高M≥6m时，裂隙带(5)估计高度H_L和垮落带(6)估计高度H_K分别为：

H_L＝(100M/(-0.77M+12.52))±28.5

H_K＝(100M/(-6.51M+66.35))±4.47。

9.根据权利要求1-8所述的一种覆岩分区梯次差异化注浆充填方法，其特征在于：所述方法适用于实际煤层(7)上覆岩层中存在厚、硬岩层的情况。