一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法，主要用于解决浅埋煤层开采导致隔水层破坏带来的水资源流失问题，属于煤矿绿色开采技术范畴。将钻孔终孔位置布置在裂隙发育区上方隔水层内，使隔水层内低渗透高膨胀性组分（黏土、高岭石等物质）与通过同心套管内管注入的辅助材料混合，并在超声波激励作用下浆化、泥化，实现原位造浆；同心套管外管为压气管，将地面泵房一定压力的气体输送到钻孔底部促进浆液流动，封堵隔水层附近因采动形成的裂隙，实现隔水层隔水性能的恢复，从而实现保水开采。该方法简单实用，对地下水无污染。

A method of ultrasonic in-situ slurry making to block the mining fissures in overburden

【技术实现步骤摘要】
一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法
本专利技术涉及一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法。
技术介绍
随着我国煤炭资源开发重心向生态环境脆弱的西部地区转移，煤矿开采伴随的水资源漏失等生态环境问题日益突出，如何解决该问题已经成为煤矿
的重大课题。煤层开采后，煤层顶板不断垮落并向上发展，覆岩内形成一定高度的裂隙发育区，当导水裂隙的发育高度波及煤层上方隔水层时，含水层内水沿着裂隙向下流动引发浅表层水资源流失。目前常采用注浆加固的方法来封堵裂隙。常用的注浆材料为化学浆液。化学浆液颗粒较小，对导水裂隙的封堵起到了一定的作用，但与普通材料相比，多数化学浆液会对地下水源产生一定程度的污染；其次，化学浆液成本高昂，难以大面积使用。此外，煤矿现场所用注浆材料，无论是水泥浆还是化学浆液均来自外部，需在现场单独进行配比成浆输送，工艺复杂，对井下施工人员管理水平要求高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种无污染，充分利用隔水层自身组分特性的一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法。本专利技术所采取的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：查阅矿区相关资料，确定含水层、隔水层以及与工作面的空间位置关系，根据采动覆岩裂隙发育高度，划定封堵关键区域；/n步骤二：设定钻孔布置参数，确定钻孔的合理位置、数目、孔径、孔深等参数，准备必要的辅助材料；/n步骤三：根据步骤二设置的钻孔相关参数，用钻机从地表向下施工钻孔穿过含水层至隔水层；/n步骤四：将固定有环形气囊的同心套管与超声波激励设备从地表沿钻孔送至孔底；/n步骤五：通过地面充（排）气装置调节固定于超声波换能器上方固定于同心套管上的环形气囊，对其充气使气囊膨胀贴紧孔壁以实现封孔；/n步骤六：开启材料输送泵，通...

【技术特征摘要】
1.一种超声波原位造浆封堵覆岩采动裂隙方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：查阅矿区相关资料，确定含水层、隔水层以及与工作面的空间位置关系，根据采动覆岩裂隙发育高度，划定封堵关键区域；
步骤二：设定钻孔布置参数，确定钻孔的合理位置、数目、孔径、孔深等参数，准备必要的辅助材料；
步骤三：根据步骤二设置的钻孔相关参数，用钻机从地表向下施工钻孔穿过含水层至隔水层；
步骤四：将固定有环形气囊的同心套管与超声波激励设备从地表沿钻孔送至孔底；
步骤五：通过地面充（排）气装置调节固定于超声波换能器上方固定于同心套管上的环形气囊，对其充气使气囊膨胀贴紧孔壁以实现封孔；
步骤六：开启材料输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭锋，文杰，张东升，秦冬冬，王选琳，李鹏，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32