本发明专利技术公开了一种煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法，其突破现有技术的偏见，大胆地运用先排水降压、后打关键孔，使用注浆锚杆向关键孔内进行锚固注浆、再采用喷射混凝土填平围岩、顶板与底板三者各自周边的凹陷区域的施工方法。即，采用引排关键孔疏水降压、注浆关键孔锚固加固围岩，进而围岩支护，加强断层周围破碎带及煤层顶底板破坏带的力学性能，增加抗渗性能等技术手段，较好地解决了煤矿工作面安全通过导水断层的技术问题。本发明专利技术具有安全性、可靠性好，施工方法简单、成本低等特点，具有较好的技术推广价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤矿井下预防突水的施工方法，尤其涉及一种工作面过导水断层 时防治顶底板突水的施工方法。
技术介绍
随着煤矿开采深度的不断增加，开采条件、地质条件越来越复杂，工作面回采过程 中，往往会出现过断层回采，这给安全生产带来很大困难，尤其是过断层时，很容易出现煤 矿突水、冒顶、围岩垮落等事故。主要原因在于，断层的存在破坏了底板岩层的完整性，降低 了岩体的强度，又断层破碎带具有良好的导水性和贮水性。 长期以来，本领域的技术人员一直认为：对于高压导水断层来说，只能堵，不能放， 如果放水，会导致断层地质条件更恶劣；工作面过断层时，断层破坏了岩层的完整性，需要 挑顶或卧底，增加工作量；此外，如果过断层时直接支护，将会增加钻孔量，且支护效果不理 想，易发生冒顶、底鼓、突水等事故。 尽管现有技术已经研宄出各种煤矿工作面过导水断层的安全防范措施与煤层开 采方法，但是，其安全性方面一直没有较好的解决办法，而且，这些方法的可靠性与成本控 制方面也存在诸多方面的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种施工方法简单、可靠性、安全性好的煤矿工作面过导 水断层时顶底板突水的施工方法。 本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是，一种煤矿工作面过导水断层时预防 顶板和底板突水的施工方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步，对导水断层周边不同距离内的邻接区域进行精细探测，获取相应的地质 条件数据，具体如下： 在工作面开采过程中，当工作面煤壁距离导水断层为140m时，采用三维地震勘探 技术远距离探测断层的三维位置； 距离导水断层为IOOm时，采用瞬变电磁技术中距离探测断层的空间形态； 距离导水断层为60m时，采用激发极化技术近距离探测断层的富水性； 第二步，当工作面推进至断层防水安全煤柱时，在工作面煤壁对称中心点处，沿水 平方向打引排关键孔，孔径为42_，孔深直至断层破碎带中，进行引排水降压，直至水压降 低至0. 2MPa以下； 上述断层防水安全煤柱的宽度L，按如下计算公式计算得出：【主权项】1. ，其特征在于，包括 以下步骤： 第一步，对导水断层周边不同距离内的邻接区域进行精细探测，获取相应的地质条件 数据，具体如下： 在工作面开采过程中，当工作面煤壁距离导水断层为140m时，采用三维地震勘探技术 远距离探测断层的三维位置； 距离导水断层为IOOm时，采用瞬变电磁技术中距离探测断层的空间形态； 距离导水断层为60m时，采用激发极化技术近距离探测断层的富水性； 第二步，当工作面推进至断层防水安全煤柱时，在工作面煤壁对称中心点处，沿水平方 向打引排关键孔，孔径为42_，孔深穿透断层防水安全煤柱直至进入断层破碎带中，进行引 排水降压，至水压降低至0. 2MPa以下； 上述断层防水安全煤柱的宽度L，按如下计算公式计算得出：上式（1)中： A为安全系数（经验数据，取值范围为2~5); M为煤层厚度； P为隔水层所承受水压； Kp为煤层的抗拉强度； 第三步，打注浆关键孔，并锚固注浆加固围岩，打孔方法如下： 在工作面煤壁与底板交线的中点处，打出一个垂直于断层的第一注浆关键孔，孔深直 至断层破碎带； 在工作面煤壁与顶板之间的交线上的中点处，打出一个向上倾斜、与水平面成一定夹 角的第二注浆关键孔，孔深直至断层破碎带； 然后，使用注浆锚杆分别向上述第一注浆关键孔和第二注浆关键孔内进行锚固注浆； 第四步，锚固注浆后，随工作面不断推进至揭露导水断层时，先采用树脂锚杆对工作面 的顶板和两侧围岩进行支护；支护完成后，再采用喷射混凝土填平围岩、顶板与底板三者各 自周边的凹陷区域，即完成施工。2. 根据权利要求1所述的煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法， 其特征在于，所述夹角的角度按下式确定：上式⑵中： h为上覆岩层导水裂隙带高度； L为断层防水安全煤柱的宽度。3. 根据权利要求1所述的煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法， 其特征在于，所述锚固注浆的注浆压力为0. 3~0. 8MPa、注浆材料为水泥和水玻璃的混合 浆液、注浆方式为渗透注浆。4. 根据权利要求1所述的煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法， 其特征在于，所述喷射混凝土的强度等级为C20。5. 根据权利要求5所述的煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法， 其特征在于，所述喷射混凝土是按如下方法配制的：原料为水泥、沙子、石子和速凝剂，加水 拌和而成；其中，按重量比水泥：沙：石子=1 : 2 : 2 ;速凝剂的掺入量为水泥重量的2~ 3. 5%〇【专利摘要】本专利技术公开了，其突破现有技术的偏见，大胆地运用先排水降压、后打关键孔，使用注浆锚杆向关键孔内进行锚固注浆、再采用喷射混凝土填平围岩、顶板与底板三者各自周边的凹陷区域的施工方法。即，采用引排关键孔疏水降压、注浆关键孔锚固加固围岩，进而围岩支护，加强断层周围破碎带及煤层顶底板破坏带的力学性能，增加抗渗性能等技术手段，较好地解决了煤矿工作面安全通过导水断层的技术问题。本专利技术具有安全性、可靠性好，施工方法简单、成本低等特点，具有较好的技术推广价值。【IPC分类】E21D11-10, E21D20-02, E21F17-00, E21F16-00【公开号】CN104819010【申请号】CN201510134180【专利技术人】刘伟韬, 刘士亮, 廖尚辉, 申建军, 宋文成, 张茂鹏, 穆殿瑞, 谢祥祥, 宰慧, 董文程 【申请人】山东科技大学【公开日】2015年8月5日【申请日】2015年3月26日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，对导水断层周边不同距离内的邻接区域进行精细探测，获取相应的地质条件数据，具体如下：在工作面开采过程中，当工作面煤壁距离导水断层为140m时，采用三维地震勘探技术远距离探测断层的三维位置；距离导水断层为100m时，采用瞬变电磁技术中距离探测断层的空间形态；距离导水断层为60m时，采用激发极化技术近距离探测断层的富水性；第二步，当工作面推进至断层防水安全煤柱时，在工作面煤壁对称中心点处，沿水平方向打引排关键孔，孔径为42mm，孔深穿透断层防水安全煤柱直至进入断层破碎带中，进行引排水降压，至水压降低至0.2MPa以下；上述断层防水安全煤柱的宽度L，按如下计算公式计算得出：L=0.5AM3PKP---(1)]]>上式(1)中：A为安全系数(经验数据，取值范围为2～5)；M为煤层厚度；P为隔水层所承受水压；Kp为煤层的抗拉强度；第三步，打注浆关键孔，并锚固注浆加固围岩，打孔方法如下：在工作面煤壁与底板交线的中点处，打出一个垂直于断层的第一注浆关键孔，孔深直至断层破碎带；在工作面煤壁与顶板之间的交线上的中点处，打出一个向上倾斜、与水平面成一定夹角的第二注浆关键孔，孔深直至断层破碎带；然后，使用注浆锚杆分别向上述第一注浆关键孔和第二注浆关键孔内进行锚固注浆；第四步，锚固注浆后，随工作面不断推进至揭露导水断层时，先采用树脂锚杆对工作面的顶板和两侧围岩进行支护；支护完成后，再采用喷射混凝土填平围岩、顶板与底板三者各自周边的凹陷区域，即完成施工。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟韬，刘士亮，廖尚辉，申建军，宋文成，张茂鹏，穆殿瑞，谢祥祥，宰慧，董文程，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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