基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法技术

本发明专利技术公开了一种基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法，所述基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法：

【技术实现步骤摘要】
基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法


[0001]本专利技术涉及煤矿三下压煤开采领域，适用于覆岩离层减沉注浆
，具体地，涉及一种基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法
。

技术介绍

[0002]三下压煤开采广泛应用覆岩注浆减沉技术控制地表变形，在下伏煤层顺利开采的同时，保障地表建构筑物的安全
。
覆岩离层注浆减沉技术，国内常用的方法是在采煤工作面回采到设计孔位前，施工垂直注浆钻孔，下入护壁套管，通过压水试验选择注浆时机，判断离层发育后开始注浆
。
[0003]相关技术中，离层注浆减沉技术方法在实施过程中存在一定的问题，提前施工的注浆钻孔，受矿井采煤超前影响，还未等到离层出现，钻孔护壁套管经常在第四系松散层出现弯折，甚至发生挤扁
、
剪断等事故，造成钻孔报废而无法正常注浆
。
而现场作业人员通常难以及时发现地面以下的钻孔结构是否损坏，此时，如果再对事故钻孔进行注浆，不仅无法充填至离层空间，还会造成地表冒浆问题
。
即使采取技术手段识别出钻孔结构出现损坏，再去重新施工注浆钻孔，也将错失离层注浆时机
。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]相关技术中，如图5和图6所示，离层注浆减沉技术是在离层空间的正上方竖直向下施工垂直注浆钻孔，由于矿井工作面回采超前影响，导致接近回采位置的注浆钻孔套管发生压瘪
、
错断等事故，进而导致注浆充填效率低，事故频发；且垂直钻孔孔数较多，总进尺较大，造成离层减沉注浆成本较高，施工协调难度大
。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
[0007]为此，本专利技术的实施例提出一种步骤简单
、
能够避免注浆钻孔护壁套管在上部第四系松散层被剪断
、
注浆效率高的基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法
。
[0008]根据本专利技术实施例的基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法包括：
S1
：根据采矿地质资料和勘查成果，判定覆岩关键层；
[0009]S2
：根据注浆工艺和导水裂隙带高度，选择所述导水裂隙带上方的离层空间作为注浆目标层位；
S3
：根据可充填所述离层的层数选取不同的钻孔方法，若所述离层的层数为一层时，进行步骤
S4
，若所述离层的层数为多层时，进行步骤
S5
；
S4
：在接近工作面停采线位置的地表上布设定向钻场，采用多分支定向钻进技术施工第一注浆孔，并对所述第一注浆孔进行注浆，所述第一注浆孔包括依次连通的一开井段
、
二开井段和三开分支孔，所述第一注浆孔的一开井段形成在接近所述停采线的一侧，所述第一注浆孔的一开井段从井口朝下延伸至稳定基岩内，所述第一注浆孔的二开井段设在所述稳定基岩内且朝向工作面切眼方向延伸，所述第一注浆孔的一开井段的下端与所述第一注浆孔的二开井段连通，所述第一注浆孔的三开分支孔包括多个分支孔，多个所述分支孔沿所述回采方向间隔设置，且多个
所述分支孔的一端均与所述第一注浆孔的二开井段连通，多个所述分支孔的另一端位于离层空间内；
S5
：在接近工作面停采线位置的地表上布设定向钻场，采用大倾角定向钻进技术施工第二注浆孔，并对所述第二注浆孔进行注浆，所述第二注浆孔包括依次连通的一开井段和二开井段，所述第二注浆孔的一开井段从所述井口朝下延伸至稳定基岩内且形成在接近所述停采线的一侧，所述第二注浆孔的二开井段设在所述离层空间内且所述第二注浆孔的二开井段包括多个上升段和多个下降段，多个所述上升段和多个所述下降段沿所述回采方向一一交替设置且多个所述上升段和多个所述下降段一一对应连通，所述上升段从下到上延伸且远离所述第二注浆孔的一开井段的方向倾斜，所述下降段从上到下延伸且远离所述第二注浆孔的一开井段的方向倾斜
。。
[0010]本专利技术实施例提出一种基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法，设置步骤
S1、
步骤
S2、
步骤
S3、
步骤
S4
和步骤
S5
，在工作面回采位置前方超前施工定向注浆钻孔，择机实施注浆作业，规避回采超前影响范围，避免注浆钻孔护壁套管在上部第四系松散层被剪断，提高了钻孔和注浆的效率
。
[0011]在一些实施例中，在工作面开采前期，所述第一注浆孔施工之前，测定超前采动影响距离，确保定向钻孔所述第一注浆孔的一开井段在最后注浆阶段仍不受超前采动影响，或在工作面开采前期，所述第二注浆孔施工之前，测定超前采动影响距离，所述第二注浆孔的一开井段在最后注浆阶段仍不受超前采动影响
。
[0012]在一些实施例中，所述第一注浆孔为多个，多个所述第一注浆孔沿所述回采工作面的宽度方向间隔设置，在正交于所述回采工作面的宽度方向的投影面内，所述第一注浆孔的三开分支孔与其相邻的所述第一注浆孔的三开分支孔沿所述回采方向交替设置
。
[0013]在一些实施例中，所述第一注浆孔的三开分支孔沿从上到下延伸且朝向所述离层空间的中部倾斜
。
[0014]在一些实施例中，相邻的两个所述第一注浆孔的三开分支孔的靶点间距为
100m
‑
200m。
[0015]在一些实施例中，多个所述分支孔沿所述回采方向分别包括分支孔
A、
分支孔
C
和分支孔
E
，所述分支孔
A
位于沿远离所述第一注浆孔的一开井段的一侧，在步骤
S3
中，多个所述分支孔采用后退式钻进工艺成孔，首先对所述分支孔
A
进行钻进并对所述分支孔
A
进行注浆，所述分支孔
A
所在的离层注浆完成后，扫开所述分支孔
A
并采用水泥浆封孔，待所述分支孔
A
封孔
48h
‑
72h
后，对所述分支孔
C
钻进并进行注浆，所述分支孔
C
所在的离层注浆完成后，扫开所述分支孔
C
并采用水泥浆封孔，待所述分支孔
C
封孔
48h
‑
72h
后，对进行所述分支孔
E
钻进并进行注浆
。
[0016]在一些实施例中，所述第二注浆孔为长距离大倾角定向钻孔且所述第二注浆孔为多个，多个所述第二注浆孔沿所述回采工作面的宽度方向间隔设置
。
[0017]在一些实施例中，所述上升段的两端和相邻的两个下降段连通，所述上升段的上端与相邻的两个所述下降段的其中一个形成谷峰，所述上升段的下端与相邻的两个所述下降段的其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法，其特征在于，包括：
S1
：根据采矿地质资料和勘查成果，判定覆岩关键层；
S2
：根据注浆工艺和导水裂隙带高度，选择所述导水裂隙带上方的离层空间作为注浆目标层位；
S3
：根据可充填所述离层的层数选取不同的钻孔方法，若所述离层的层数为一层时，进行步骤
S4
，若所述离层的层数为多层时，进行步骤
S5
；
S4
：在接近工作面停采线位置的地表上布设定向钻场，采用多分支定向钻进技术施工第一注浆孔，并对所述第一注浆孔进行注浆，所述第一注浆孔包括依次连通的一开井段
、
二开井段和三开分支孔，所述第一注浆孔的一开井段形成在接近所述停采线的一侧，所述第一注浆孔的一开井段从井口朝下延伸至稳定基岩内，所述第一注浆孔的二开井段设在所述稳定基岩内且朝向工作面切眼方向延伸，所述第一注浆孔的一开井段的下端与所述第一注浆孔的二开井段连通，所述第一注浆孔的三开分支孔包括多个分支孔，多个所述分支孔沿所述回采方向间隔设置，且多个所述分支孔的一端均与所述第一注浆孔的二开井段连通，多个所述分支孔的另一端位于离层空间内；
S5
：在接近工作面停采线位置的地表上布设定向钻场，采用大倾角定向钻进技术施工第二注浆孔，并对所述第二注浆孔进行注浆，所述第二注浆孔包括依次连通的一开井段和二开井段，所述第二注浆孔的一开井段从所述井口朝下延伸至稳定基岩内且形成在接近所述停采线的一侧，所述第二注浆孔的二开井段设在所述离层空间内且所述第二注浆孔的二开井段包括多个上升段和多个下降段，多个所述上升段和多个所述下降段沿所述回采方向一一交替设置且多个所述上升段和多个所述下降段一一对应连通，所述上升段从下到上延伸且远离所述第二注浆孔的一开井段的方向倾斜，所述下降段从上到下延伸且远离所述第二注浆孔的一开井段的方向倾斜
。2.
根据权利要求1所述的基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法，其特征在于，在工作面开采前期，所述第一注浆孔施工之前，测定超前采动影响距离，确保定向钻孔所述第一注浆孔的一开井段在最后注浆阶段仍不受超前采动影响，或在工作面开采前期，所述第二注浆孔施工之前，测定超前采动影响距离，所述第二注浆孔的一开井段在最后注浆阶段仍不受超前采动影响
。3.
根据权利要求1所述的基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉方法，其特征在于，所述第一注浆孔为多个，多个所述第一注浆孔沿所述回采工作面的宽度方向间隔设置，在正交于所述回采工作面的宽度方向的投影面内，所述第一注浆孔的三开分支孔与其相邻的所述第一注浆孔的三开分支孔沿所述回采方向交替设置
。4.
根据权利要求1所述的基于丛式定向钻进技术的深部覆岩离层注浆减沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建文，赵文，邵红旗，曹祖宝，赵冬，王庆涛，晁康，董大凯，李永华，
申请(专利权)人：中煤科工循环产业研究院山东有限公司中煤科工鑫融科技创新发展有限公司，
类型：发明
国别省市：