薄基岩第四系强含水层下“改-充”保水开采技术制造技术

本发明专利技术公开薄基岩第四系强含水层下“改

【技术实现步骤摘要】
薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术


[0001]本专利技术涉及矿井保水开采

。
具体地说是薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术
。

技术介绍

[0002]我国部分矿井主采煤层采厚大
、
基岩薄，采煤方法多采用高强度的一次采全高或放顶煤开采技术
。
而第四系地下水含水丰富，是本区生产
、
生活
、
农灌用水主要取水含水层
。
[0003]该区域煤层高强度开采后覆岩破坏程度剧烈，顶板导水裂缝带的发育高度大，存在直接导通第四系强含水层的可能，不仅容易造成第四系地下水涌入
(
或溃入
)
井巷空间，显著增加矿井涌水量，严重者甚至危及井下生产安全，而且会造成第四系地下水资源的漏失和水位下降，从而减少当地地下水资源供给量和恶化当地生态环境
。
尤其是浅部区域，埋深浅
、
基岩薄，矿井高强度开采后极易突发矿井水害事故
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术，其特征在于，包括改和充，具体为：
(1)
改，即改造岩
/
土层：在工作面采前，对第四系强含水层下方一定厚度孔隙发育松散层注浆防渗改造成隔水岩层，显著降低其渗透系数，与下伏基岩共同增加第四系强含水层下隔水层的厚度；
(2)
充，即充填柱：在工作面开采过程中，同步在采空区内构筑一定尺寸的充填柱，抑制采动对上覆岩层的破坏，降低导水裂缝带高度
。2.
根据权利要求1所述的薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术，其特征在于，在步骤
(1)
中，将第四系强含水层下方的一定厚度的孔隙发育的松散层改造成隔水岩层，需要根据基岩厚度
、
松散层厚度确定改造岩层厚度，如公式
(Ⅰ)
所示；
H
s
/2≥H
r
≥H
li
‑
H
j
+H
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(Ⅰ)
其中，
H
r
为改造岩层厚度，
m
；
H
s
为松散层厚度，
m
；
H
li
为充填柱支撑条件下覆岩导水裂缝带发育高度，
m
；
H
j
为基岩厚度，
m
；
H
b
为保护层厚度，取3‑5倍煤层采厚，
m。3.
根据权利要求2所述的薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术，其特征在于，注浆改造松散层中，注入的浆液为黏土水泥浆
。4.
根据权利要求3所述的薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术，其特征在于，黏土水泥浆由如下组分组成：黏土
、
超细水泥
、
氢氧化钙和水；其中，黏土：超细水泥的质量比
1:1
，氢氧化钙掺量为黏土和超细水泥总质量的6％，注浆过程中浆液先浓后稀，浓浆液水固比为
1:1
，控制注浆扩散范围
、
充填优势裂缝；待浓浆液初凝后改注稀浆液，稀浆液水固比为
2:1
，对松散层进行渗透注浆，使改造岩层防渗效果更均匀
。5.
根据权利要求1所述的薄基岩第四系强含水层下“改
‑
充”保水开采技术，其特征在于，在步骤
(2)
中，在推进工作面的后方采空区内布置特定间距的充填柱，充填柱为条带式或墩柱式；充填柱采用矸石水泥胶结充填，胶结凝固形成所需的支撑强度
。6.
根据权利要求5所述的薄基岩第四系强含水层下“改
...

【专利技术属性】
技术研发人员：易四海，郭俊廷，易海洋，徐斌，滕腾，景胜强，王越，高鹏程，仲锐，陈文聪，石文校，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院中国矿业大学北京防灾科技学院，
类型：发明
国别省市：