[发明专利]一种采动高位破裂空间注浆修复方法

说明书

本发明公开了一种采动高位破裂空间注浆修复方法，采集矿区采煤的破断距、采煤厚度；确定主关键层位置；判断主关键层的破断形式，划定导水裂隙区域，采用水平定向钻孔方式沿着主关键层上方岩层和主关键层下方岩层水平钻进；将注浆孔布置在高位离层带还未形成离层区的区域，由地面注浆站开始进行注浆，将大颗粒浆料泵送到高位离层区，利用注浆压力封堵主关键层下离层区裂隙和主关键层下部裂隙；将细致颗粒泵送到裂隙带离层区，利用浆液压力封堵主关键层上部裂隙；先向离层区注浆，待离层区注浆完毕后，继续工作面的推进；重复上述步骤直到开采结束；本发明的方法可靠，实用性强；可为矿区煤炭开采减少水害气害的发生概率和危害程度。

技术领域

本发明涉及关键层水害气害防治方法技术领域，特别是一种适用于双系煤层开采矿井水害气害防治领域中定向注浆封堵主关键层裂隙防治方法。

背景技术

1.双系煤层开采将引起上覆岩层的移动与破坏，从而在主关键层中形成“O”型和“X”型裂缝；这些裂缝由地面沟通至采煤工作面，可能发生煤矿自燃灾害，产生CO等有害气体；当采空区赋存有地下水和一些有害气体时，受采动破坏的主关键层会使水气沿着这些裂隙渗至井下采空区，导通采空区的裂隙越多，井下涌水量越大涌入的有害气体越多，严重时引发顶板水害气害问题，危及矿井安全高效生产；随着开采面推进，矿压支架上方会产生集中应力，有可能发生强矿压风险；若能找到相关措施封堵主关键层裂缝，这样会大大降低灾害的发生概率和发生灾害时的危害程度。

2.目前，关于顶板水害气害防治有两种对策。一类是由地面向离层区竖直钻孔注浆的注浆减沉技术，此技术是通过向离层区注浆来阻隔水气向下部工作面蔓延，封堵效果较好，但是需要预先判断离层区大小，而且对于空间较小的离层区不易注入。另一类是封堵导水裂隙带，此类水气害防治方法虽然能教为容易注入，但是带来不能全面封堵的问题。因此有必要针对上面两种水气害防治方法进行优化，既要全面封堵又要易于施工。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种采动高位破裂空间注浆修复方法，结合煤层开采系数及水文地质条件，通过确定主关键层位置及离层区发育状况，确定利用水平定向钻孔注浆方式将主关键层上离层区和主关键层下离层区封堵，达到封堵主关键层的防治水气下泄的方法，以降低采空区水气下泄程度、减轻井下水害气害威胁，实现矿井的安全高效生产。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种采动高位破裂空间注浆修复方法，包括以下步骤：

Step1、根据覆岩运动关键层的破断特征，通过收集各采煤区域的地面钻孔柱状资料，采集矿区采煤的破断距、采煤厚度；

Step2、采用关键层判别方式对各钻孔处覆岩关键层位置进行判别，从而确定主关键层位置；

Step3、判断主关键层的破断形式，划定导水裂隙区域，并根据煤层埋深、地面布钻条件确定采用水平定向钻孔方式沿着主关键层上方岩层和主关键层下方岩层水平钻进；

Step4、待钻孔施工完毕后，根据破断距决定注浆孔布置间距，将注浆孔布置在高位离层带还未形成离层区的区域，由地面注浆站开始进行注浆，将大颗粒浆料泵送到高位离层区，利用注浆压力封堵主关键层下离层区裂隙和主关键层下部裂隙；将细质颗粒料浆泵送到裂隙带离层区，利用浆液压力封堵主关键层上部裂隙；

Step5、先向离层区注浆，待离层区注浆完毕后，继续工作面的推进；

Step6、重复上述Step1- Step5直到开采结束；

优选的，Step2中，关键层判方式为采用KSPB软件判别；

具体的，Step3中，主关键层的破断形式包括“O-X”破断形式，“O”型破断部分形成上下贯通的裂缝，“X”型破断部分形成上部闭合而下部张开的裂缝；