废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法技术

本发明专利技术提供了废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法，根据裂隙带的位置特征选择导水裂隙带底部的一个层段作为区域治理的注浆填充层，根据地下采空区及地表弯曲带的位置特征确定主立孔或主排孔的施工工位；进行主立孔或主排孔的钻孔施工，沿主立孔或主排孔造斜至注浆填充层，进行分支孔的钻孔施工；通过分支孔进行区域注浆，通过加压使浆液在注浆填充层中进行扩散，每一个分支孔浆液扩散范围相互搭接，浆液固化后注浆填充层形成封堵面层，通过封堵面层减少大气降水对目标区域内废弃矿井地下采空区的地下水补给量，大幅削减废弃煤矿矿井水的排泄量，大幅降低污水治理的处理总量和运行成本。

Treatment methods for reducing groundwater recharge in the treatment of abandoned small coal mine's roof area

The invention provides a treatment method for reducing the amount of groundwater recharge in the roof area of the abandoned minitype coal mine. According to the location characteristics of the fracture zone, one layer of the bottom of the water fissured zone is selected as the grouting filling layer for regional treatment, and the construction of the main hole or the main row hole is determined according to the location characteristics of the underground goaf and the surface bend belt. Work position; drilling construction of main vertical hole or main row hole, slanting to grouting filling layer along main vertical hole or main row hole to carry out drilling construction of branch hole; use branch hole to carry out regional grouting, spread the slurry in grouting filling layer through pressure, each branch hole slurry diffusion range overlapped each other, after the slurry solidified. The grouting filling layer forms the sealing surface layer. Through the blocking surface layer, the groundwater recharge amount to the underground mined out area of the abandoned mine in the target area is reduced by the blocking surface layer, and the excretion amount of the abandoned mine water is greatly reduced, and the total amount of treatment and the operation cost of the sewage treatment are greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法
本专利技术属于煤矿的废水治理
，尤其是涉及废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法。
技术介绍
我国南方岩溶地区存在大量采空废弃的小型煤矿，在典型的南方喀斯特岩溶地区，降水进入煤层采空区后经浸泡形成了含铁、锰超高的矿井水，矿井水自矿井口或地表岩溶通道、裂隙流出后排入地表水及地下水，导致严重的水环境污染。目前，国内矿井水处理多采用末端处理方式，在污水排放的末端修建相关处理设施，由于我国南方降水量大、地表岩溶裂隙发育多、地下水补给条件较好，导致污水处理量较大，处理成本居高不下。同时，由于小煤矿分散无序、同时存在大量地表堆放的采煤矸石，造成矿井废水的处理难度很大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法，通过减少矿井的废水补给量来改善矿井废水的治理效果。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法，包括如下步骤：S1：将包括废弃矿井的区域设为目标区域，目标区域还包括地下采空区、向地下采空区透水的裂隙带、裂隙带之上的地表弯曲带，裂隙带包括顶板垮落带和导水裂隙带；S2：通过水文地质调查工作采集目标区域水文地质条件，确定地下采空区、顶板垮落带、导水裂隙带、地表弯曲带的位置特征；分别确定地下水通过顶板垮落带和导水裂隙带进入地下采空区的补水方式；S3：根据裂隙带的位置特征选择导水裂隙带底部的一个层段作为区域治理的注浆填充层，确定注浆填充层的分布条件、走向和倾向展布特征；S4：根据地下采空区及地表弯曲带的位置特征确定主立孔或主排孔的施工工位，根据注浆填充层的分布条件、走向和倾向展布特征分支孔的施工位置及技术参数，分支孔为水平羽状定向分支孔或扇形分支孔；S5：进行主立孔或主排孔的钻孔施工，沿主立孔或主排孔造斜至注浆填充层，进行分支孔的钻孔施工；S6：通过分支孔进行区域注浆，通过加压使浆液在注浆填充层中进行扩散，每一个分支孔浆液扩散范围相互搭接，浆液固化后注浆填充层形成封堵面层，通过封堵面层减少大气降水对目标区域内废弃矿井地下采空区的地下水补给量。进一步的，步骤S2中，水文地质调查工作包括地质钻探工作和水文物探工作。进一步的，步骤S2中：地下采空区的位置特征包括：分布范围、面积、深度及积水情况；顶板垮落带、导水裂隙带位置特包括：分布范围、深度及裂隙发育程度。进一步的，所述步骤S2中，顶板垮落带和导水裂隙带的补水方式包括：垂直入渗和侧向径流入渗；地下采空区域的补水方式包括：矿井充水水源、充水通道。进一步的，所述注浆填充层的层段选择方法为：通过水文地质条件确定的顶板垮落带、导水裂隙带及地表弯曲带的位置特征确定注浆填充层的位置特征。相对于现有技术，本专利技术所述的废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法具有以下优势：在废弃煤矿的地下采空区顶部，通过区域治理注浆形成封堵面，封堵面相对隔水切断地下采空区的透水通道，达到减少大气降水对废弃矿井的污水补给量，大幅削减废弃煤矿矿井水的排泄量，大幅降低污水治理的处理总量和运行成本。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的目标区域的示意图.附图标记说明：10-地下采空区；20-裂隙带；21-顶板垮落带；22-导水裂隙带；30-地表弯曲带；31-注浆填充层。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术创造中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术创造。本专利技术所要解决的问题是：现有的国内矿井水处理多采用末端处理方式，在污水排放的末端修建相关处理设施，由于我国南方降水量大、地表岩溶裂隙发育多、地下水补给条件较好，导致污水处理量较大，处理成本居高不下。同时，由于小煤矿分散无序、同时存在大量地表堆放的采煤矸石，造成矿井废水的处理难度很大。本专利技术的一种实施例中提供了一种废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法，如图1所示，包括如下步骤：S1：将包括废弃矿井的区域设为目标区域，目标区域还包括地下采空区10、向地下采空区10透水的裂隙带20、裂隙带20之上的地表弯曲带30，裂隙带20包括顶板垮落带21和导水裂隙带22；S2：通过水文地质调查工作采集目标区域水文地质条件，确定地下采空区10、顶板垮落带21、导水裂隙带22、地表弯曲带30的位置特征；分别确定地下水通过顶板垮落带21和导水裂隙带22进入地下采空区10的补水方式；S3：根据裂隙带20的位置特征选择导水裂隙带22底部的一个层段作为区域治理的注浆填充层31，确定注浆填充层31的分布条件、走向和倾向展布特征；S4：根据地下采空区10及地表弯曲带30的位置特征确定主立孔或主排孔的施工工位，根据注浆填充层31的分布条件、走向和倾向展布特征分支孔的施工位置及技术参数，分支孔为水平羽状定向分支孔或扇形分支孔；S5：进行主立孔或主排孔的钻孔施工，沿主立孔或主排孔造斜至注浆填充层31，进行分支孔的钻孔施工；S6：通过分支孔进行区域注浆，通过加压使浆液在注浆填充层31中进行扩散，每一个分支孔浆液扩散范围相互搭接，浆液固化后注浆填充层31形成封堵面层，通过封堵面层减少大气降水对目标区域内废弃矿井地下采空区10的地下水补给量。本技术方案在废弃煤矿的地下采空区10顶部，通过区域治理注浆形成封堵面，封堵面相对隔水切断地下采空区10的透水通道，达到减少大气降水对废弃矿井的污水补给量，大幅削减废弃煤矿矿井水的排泄量，大幅降低污水治理的处理总量和运行成本。其中，上述步骤S2中的水文地质调查工作包括地质钻探工作和水文物探工作；地下采空区10的位置特征包括：分布范围、面积、深度及积水情况；顶板垮落带21、导水裂隙带22位置特包括：分布范围、深度及裂隙发育程度；顶板垮落带21和导水裂隙带22的补水方式包括：垂直入渗和侧向径流入渗；地下采空区10域本文档来自技高网...

【技术保护点】
废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将包括废弃矿井的区域设为目标区域，目标区域还包括地下采空区、向地下采空区透水的裂隙带、裂隙带之上的地表弯曲带，裂隙带包括顶板垮落带和导水裂隙带；S2：通过水文地质调查工作采集目标区域水文地质条件，确定地下采空区、顶板垮落带、导水裂隙带、地表弯曲带的位置特征；分别确定地下水通过顶板垮落带和导水裂隙带进入地下采空区的补水方式；S3：根据裂隙带的位置特征选择导水裂隙带底部的一个层段作为区域治理的注浆填充层，确定注浆填充层的分布条件、走向和倾向展布特征；S4：根据地下采空区及地表弯曲带的位置特征确定主立孔或主排孔的施工工位，根据注浆填充层的分布条件、走向和倾向展布特征分支孔的施工位置及技术参数，分支孔为水平羽状定向分支孔或扇形分支孔；S5：进行主立孔或主排孔的钻孔施工，沿主立孔或主排孔造斜至注浆填充层，进行分支孔的钻孔施工；S6：通过分支孔进行区域注浆，通过加压使浆液在注浆填充层中进行扩散，每一个分支孔浆液扩散范围相互搭接，浆液固化后注浆填充层形成封堵面层，通过封堵面层减少大气降水对目标区域内废弃矿井地下采空区的地下水补给量。...

【技术特征摘要】
1.废弃小型煤矿顶板区域治理减少地下水补给量的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将包括废弃矿井的区域设为目标区域，目标区域还包括地下采空区、向地下采空区透水的裂隙带、裂隙带之上的地表弯曲带，裂隙带包括顶板垮落带和导水裂隙带；S2：通过水文地质调查工作采集目标区域水文地质条件，确定地下采空区、顶板垮落带、导水裂隙带、地表弯曲带的位置特征；分别确定地下水通过顶板垮落带和导水裂隙带进入地下采空区的补水方式；S3：根据裂隙带的位置特征选择导水裂隙带底部的一个层段作为区域治理的注浆填充层，确定注浆填充层的分布条件、走向和倾向展布特征；S4：根据地下采空区及地表弯曲带的位置特征确定主立孔或主排孔的施工工位，根据注浆填充层的分布条件、走向和倾向展布特征分支孔的施工位置及技术参数，分支孔为水平羽状定向分支孔或扇形分支孔；S5：进行主立孔或主排孔的钻孔施工，沿主立孔或主排孔造斜至注浆填充层，进行分支孔的钻孔施工；S6：通过分支孔进行区域注浆，通过加压使浆液在注浆填充层中进行扩散，每一个分支孔浆液扩散范围相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曦滨，蒋向明，任虎俊，蔺国华，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局水文地质局，
类型：发明
国别省市：河北,13