一种基于定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法技术

一种基于定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法，充分利用定向钻探技术所具有的钻孔轨迹可控制、揭露采空区效率高、地面适应性强、钻探工程量小、固管材料消耗少、劳动强度低等优势，为煤矿采空区地质灾害治理工作开辟了一条创造性的新途径。本发明专利技术通过斜直段、造斜段之后水平进入煤层，水平钻探过程中遇到煤柱继续钻进，遇到采空区时，回收钻杆，进行注浆，待充填浆液固结达到再次成孔条件后，沿着原钻孔轨迹扫孔至前次成孔位置，在固结的人造地质体中继续钻进，当成孔过程中再次进入采空区时再进行注浆充填。由此，本发明专利技术在保证小煤窑采空区注浆治理效果的前提下大大减少了工程量、降低了工程造价，极具创新性，且应用范围广泛，市场前景更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法
本专利技术涉及采空区地质灾害防治的
，尤其涉及一种基于定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法。
技术介绍
小煤窑采空区一般指煤矿开采后形成的采空范围较窄、开采深度较浅(多在100m范围内，最深可达200m～300m)、平面延伸在200m以内，以巷道采掘并向两边开挖支巷道、分布无规律或呈网格状、大多无支撑的或临时简单支撑的采空区。自20世纪80年代煤炭大面积开采以来，煤炭资源遭受疯狂开采，形成了大量的小煤窑采空区。随着我国城镇化、现代化进程的加快，建设用地问题日益突出，大量的基础建设如公路、铁路、桥梁、隧道、水库大坝、电厂、选煤厂、煤矿工业场地、高层及超高层等建(构)筑物不得不建设在小煤窑采空区上。当在小煤窑采空区地表进行建(构)筑物建设时，下伏采空区会因为地表荷载或其它外力作用重新活化，进一步失稳，引发地表移动和变形，进而导致地表建(构)筑物开裂、倾斜、破坏甚至倒塌等灾害。为了保证上部建(构)筑物的安全建设及运营，必须对下伏小煤窑采空区进行治理。由于小煤窑开采过程中无规划、回采率低、随意私采偷采、越界开采、无资料或资料不准确，在现有技术手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法，其特征在于包含如下步骤：步骤1，钻孔布设，在小煤窑采空区治理区域上设计定向钻孔的布设和数量，并确定定向钻孔的参数设计；步骤2，确定注浆材料，包含三种材料，分别为水泥和粉煤灰或黏土和速凝剂；步骤3，进行各定向钻孔的钻入及注浆操作，其中，先下入钻具进行斜直段和造斜段的钻入后水平进入煤层，水平钻探过程中遇到煤柱则继续钻进成孔，在钻探成孔过程遇到采空区时，回收钻具并对采空区注浆充填，即利用步骤2确定的注浆材料进行采空区注浆，待注浆材料固结达到再次成孔条件后，沿着原钻孔轨迹扫孔至前次成孔位置，在注浆材料固结的人造地质体和煤柱中继续钻进成孔，当钻进成孔过程中再次...

【技术特征摘要】
1.一种定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法，其特征在于包含如下步骤：步骤1，钻孔布设，在小煤窑采空区治理区域上设计定向钻孔的布设和数量，并确定定向钻孔的参数设计；步骤2，确定注浆材料，包含三种材料，分别为水泥和粉煤灰或黏土和速凝剂；步骤3，进行各定向钻孔的钻入及注浆操作，其中，先下入钻具进行斜直段和造斜段的钻入后水平进入煤层，水平钻探过程中遇到煤柱则继续钻进成孔，在钻探成孔过程遇到采空区时，回收钻具并对采空区注浆充填，即利用步骤2确定的注浆材料进行采空区注浆，待注浆材料固结达到再次成孔条件后，沿着原钻孔轨迹扫孔至前次成孔位置，在注浆材料固结的人造地质体和煤柱中继续钻进成孔，当钻进成孔过程中再次进入采空区时再进行注浆充填，依次重复上述钻进和注浆充填直至施工钻孔轨迹达到预定位置后注浆封孔。2.如权利要求1所述的定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法，其特征在于：在步骤1中，根据小煤窑采空区治理区域的改造情况进行定向钻孔的布设，其中，对于需要在小煤窑采空区上实施线性工程的，设置定向钻孔的方向为垂直线路走向进行布设，对于需要在小煤窑采空区上实施场地工程的，设置定向钻孔的方向为垂直地层走向进行布设。3.如权利要求1所述的定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法，其特征在于：在步骤1中，定向钻孔的参数包含定向钻孔的数量、间距、垂深、开孔倾角、水平钻进距离、定向等，各定向钻孔相互平行设置且间距相同。4.如权利要求3所述的定向钻探工艺的小煤窑采空区注浆方法，其特征在于：各定向钻孔为竖直平面上的两维平面定向孔，所述定向钻孔的垂深为小煤窑采空区的深度，水平钻进距离根据小煤窑采空区治理区域进行设置，且一般不大于500m，开孔倾角为15°～20°。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天林，刘小平，王玉涛，张宝元，曹晓毅，赵文豪，白仲荣，刘浩琦，刘新星，田延哲，陈超，张鑫，李珊，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61