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摘要:本发明涉及一种基于矸石注浆的工作面覆岩离层水害超前防治方法,属于矿井水害防治领域。收集工作面勘探资料,进行工作面开采覆岩导水裂隙带高度预计,判别对工作面开采构成威胁的离层位置,确定对工作面构成威胁离层的补给含水层;利用地面定向钻孔对补给含水层进行注浆改造,降低含水层的渗透性,从而减小工作面开采时含水层对离层空间的补给量,延长补给时间,进而达到防治工作面覆岩离层水害的目的。本方法步骤简单,施工成本低,可有效防止井下离层突水事故的发生,同时解决了部分矿井矸石处理难的问题,随着深部煤层的开采,该方法在成本和效果上的优势更为明显。
主权项:1.一种基于矸石注浆的工作面覆岩离层水害超前防治方法,其特征在于,包括以下步骤:收集工作面勘探资料,进行工作面开采覆岩导水裂隙带高度预计,判别对工作面开采构成威胁的离层位置,确定对工作面构成威胁离层的补给含水层;利用地面定向钻孔对补给含水层进行注浆改造,降低含水层的渗透性,从而减小工作面开采时含水层对离层空间的补给量,延长补给时间,进而达到防治工作面覆岩离层水害的目的;所述的利用地面定向钻孔对补给含水层进行注浆改造,采用地面定向钻孔在工作面正中间,沿工作面走向顺着补给含水层在离层以上15m处水平钻进注入矸石浆液;所述的矸石浆液为煤矸石粉末、粉煤灰和减水剂的混合料与水形成的浆液,其中,浆液体积浓度为60%~70%,混合料中,煤矸石粉末大于200目,占比50%~100%,粉煤灰占比0~50%,减水剂占比1%~2%,煤矸石与粉煤灰的具体占比根据注浆含水层富水性分析确定;所述的降低含水层的渗透性,注浆后的含水层渗透系数应小于K,其中K采用下式计算: 式中:Q为工作面冗余排水能力,通过工作面最大排水能力减去实际正常涌水量确定;M和h分别为离层补给含水层的厚度和水头高度;t为离层闭合前的充水时间;A为离层顶界面面积;所述的离层闭合前的充水时间t采用以下公式计算: 式中:L为离层闭合距;可通过现场原位监测或者通过组合梁理论计算确定;H'为离层距离煤层顶板距离;α1、α2分别为岩层前后破断角度;v为工作面推进速度。
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