【技术实现步骤摘要】
地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法
本专利技术涉及一种地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，属于煤矿绿色开采
技术介绍
近年来，随着煤炭资源的逐步开发，煤层开采深度的增加，以及受煤层重复采动和上覆岩层结构的复杂性等因素的影响，都会导致地面塌陷及“三下”压煤问题和煤层顶板离层水害，这些严重影响了矿区的经济的可持续发展。开采导致的地面塌陷直接表现为良田破坏、地面建筑物损坏，以及上百亿吨的建(构)筑物压煤。此外，开采诱发的离层水害与常规水害不同，在没有较强含水层的条件下，也会出现溃水致灾事故，且具有灾变瞬时涌水量大、破坏性大的显著特征。地面塌陷和离层水害分别是保护矿区环境和威胁煤矿安全生产的两大技术难题。在实际工程应用过程中，地表沉降通过预留煤柱限制煤层充分采动和注浆工程手段进行控制，离层水害的防治工作重点在预防，防治离层水的形成，切断煤层顶板离层水的涌水通道，因此，这两大问题难以同时解决，一直被分开进行研究。离层注浆充填是一种控制地表沉陷的新技术，该技术是通过地面布置钻孔向在岩移过程中覆岩内部形成的离层空洞充填进外来材料来对上覆岩层...
【技术保护点】
1.一种地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，其特征在于：所述的注浆充填方法利用地面单一钻孔，通过所述注浆钻孔对位于裂隙带和弯曲下沉带中的注浆层位依次进行注浆，弯曲下沉带中的注浆层位包括低层位离层和高层位离层；在注浆时，由低层位逐渐转向高层位注浆充填，先对裂隙带内的注浆层位进行注浆，然后对低层离层层位进行注浆，最后对高层离层层位进行注浆；裂隙带中注浆形成的充填体作为隔水层切断工作面离层水突水通道，以防治顶板次生水害的发生；弯曲下沉带中的两个层位的充填体用于控制地表沉陷，其中低离层注浆层位中注浆形成的充填体用于压实下覆岩层和保护隔水层，同时扩展上部高层位离层注浆空...
【技术特征摘要】
1.一种地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，其特征在于：所述的注浆充填方法利用地面单一钻孔，通过所述注浆钻孔对位于裂隙带和弯曲下沉带中的注浆层位依次进行注浆，弯曲下沉带中的注浆层位包括低层位离层和高层位离层；在注浆时，由低层位逐渐转向高层位注浆充填，先对裂隙带内的注浆层位进行注浆，然后对低层离层层位进行注浆，最后对高层离层层位进行注浆；裂隙带中注浆形成的充填体作为隔水层切断工作面离层水突水通道，以防治顶板次生水害的发生；弯曲下沉带中的两个层位的充填体用于控制地表沉陷，其中低离层注浆层位中注浆形成的充填体用于压实下覆岩层和保护隔水层，同时扩展上部高层位离层注浆空间以提高注浆充填率；高离层层位中注浆形成的充填体用于进一步压实下覆岩层并支撑上覆岩层；要求低离层层位中使用的浆液比重相对于高离层层位大，从而形成比高离层层位容重大的离层充填体。2.根据权利要求1所述的地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，其特征在于：所述裂隙带内的注浆材料为高分子双液注浆材料聚压胶脂，所述高分子双液注浆材料聚压胶脂含有体积比为1：1的树脂和催化剂。3.根据权利要求1所述的地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，其特征在于：所述低层位离层注浆材料为单液水泥稠浆，所述单液水泥稠浆为掺杂了粉煤灰与矿黏合剂/速凝剂的水泥，其中水泥选用强度等级为32.5R或42.5R的普通/复合硅酸盐水泥，速凝剂选用玻璃水，造浆用水中硫酸根离子的含量应低于1％，且PH>4，浆液比重控制在1.8以上。4.根据权利要求1所述的地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，其特征在于：所述高层位离层注浆材料为粉煤灰稀浆，浆液比重为1.2。5.根据权利要求1所述的地面钻孔实现水害防治和地表沉降控制的一孔多用方法，其特征在于：所述注浆钻孔施工时，从地面向下竖直施工注浆钻孔至裂隙带内的注浆层位，然后进行下套管作业；具体的注浆过程如下：(1)对裂隙带内的注浆层位进行注浆通过地面钻孔直接对裂隙带内裂隙实施充填，在注浆过程中，通过注浆泵压力表监测该层位的注浆量是否达到要求，当注浆泵压力表的压力值达到预定值时，停止对该层位的注浆工作，所述的预定值根据注浆层位的深度换算，每100m深度换算成1MPa；然后断开注浆泵高压管与注浆孔口的连接，换用封口器与注浆孔口连接封堵注浆口，并在封口器顶部安装压力表，当孔口压力变为负压时，表明该注浆层位的充填体已经完成胶结，此时卸掉封口器，对钻孔进行扫孔作业，扫孔深度为低层位离层的下边界；使用套管切割机对低层位离层范围内的套管切出若干个切口，使套管注浆口与低层位离层贯通；(2)对低层位离层进行注浆在对低层位离层进行注浆时，通过对低层位离层...
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