[发明专利]一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法

说明书

本申请提供一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法。该方法中，在工作面回采前，根据开采工作面、断层防水煤柱的留设空间位置，确定开采工作面、断层防水煤柱开采后的采空区在地面的平面投影范围；平面投影范围边界外[20,50]m，在地面上布设主钻孔；在主钻孔的孔底并列施打两个次级钻孔；对煤层底板和断层带进行第一次抽水试验，确定煤层底板和断层带的富水性，对煤层底板和断层带进行第一次疏放水，直至单位涌水量达到预设涌水范围；分别对煤层底板、断层带进行注浆加固；对煤层底板和断层带进行第二次抽水试验，确定述煤层底板和断层带的富水性，当单位涌水量小于等于预设涌水阈值，对工作面进行断层防水煤柱回收开采。

技术领域

本申请涉及煤矿安全开采技术领域，特别涉及一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法。

背景技术

随着深入发展，能量的需求也越来越大，浅部煤炭资源已濒临枯竭，深部煤炭开采成为主流，其中断层防水煤柱的回收成为节约煤炭资源的一条有效途径。

目前，断层防水煤柱回收主要采用工作面底板注浆加固措施，但是工作面作业空间小，且存在注浆范围不可控、注浆效果达不到要求等问题，特别是影响工作面正常回采。而地面注浆一般选择在采空区上方进行，存在钻孔塌孔，不稳定等问题。

因此，需要提出一种不影响工作面正常开采的断层防水煤柱回收施工方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法，包括：步骤S101、在工作面回采前，根据开采工作面、断层防水煤柱的留设空间位置，确定所述开采工作面、所述断层防水煤柱开采后的采空区在地面的平面投影范围；步骤S102、所述平面投影范围边界外[20,50]m，在地面上布设主钻孔；步骤S103、响应于所述主钻孔钻进至预设位置，在所述主钻孔的孔底并列施打两个次级钻孔，其中，一个所述次级钻孔钻进至煤层底板下方30m，另一个所述次级钻孔钻进至断层带中底板含水层上方[10,15]m；步骤S104、对所述煤层底板和所述断层带进行第一次抽水试验，以确定所述煤层底板和所述断层带的富水性，并对所述煤层底板和所述断层带进行第一次疏放水，直至单位涌水量达到预设涌水范围，停止所述第一次疏放水；步骤S105、分别对所述煤层底板、所述断层带进行注浆加固；步骤 S106、对所述煤层底板和所述断层带进行第二次抽水试验，确定述煤层底板和所述断层带的富水性，当单位涌水量小于等于预设涌水阈值，对工作面进行断层防水煤柱回收开采。

优选的，在步骤S102中，根据所述开采工作面的走向长度，间隔[100,200]m布设一个所述主钻孔。

优选的，在步骤S103中，所述主钻孔钻进至预设位置包括：响应于直接顶层厚小于预设层厚，所述主钻孔施打至老顶，否则，所述主钻孔施打至所述煤层顶板。

优选的，在步骤S103中，所述次级钻孔的孔径为[60,80]mm，且两个所述次级钻孔之间设有至少10mm的孔径预留空间。

优选的，钻进至所述断层带中的所述次级钻孔中增设无缝管材，以阻止破碎岩体进入对应的所述次级钻孔，且通过所述无缝管材进行注浆。

优选的，在步骤S105中，对所述煤层底板、所述断层带分别采用不同的注浆材料进行注浆加固；其中，所述煤层顶底板的注浆材料的水灰比为0.5:1～0.7:1；所述断层带的注浆材料的水灰比为 0.7:1～1:1。

优选的，所述煤层底板的注浆压力为3MPa；所述断层带的注浆压力为[1，3]MPa。

优选的，所述预设涌水范围为(0.1，1]L/(s·m)；所述预设涌水阈值为0.1L/(s·m)。

有益效果：