【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质及采矿工程，特别是涉及一种采煤隔水土层旋喷再造方法。
技术介绍
1、我国西部地区生态环境脆弱，煤炭开采造成潜水位下降，对生态环境产生影响。为此，生态潜水下伏隔水土层亟需再造。传统的隔水土层再造存在以下问题：
2、(1)传统水压注浆隔水土层再造，对于裂隙隔水土层注入量有限，扩散范围不足。
3、(2)对裂隙土层注浆再造，裂隙充填加固后存在浆液和土层之间的界面，界面是渗流的主要路径，即再造的效果有限。
4、(3)通过煤炭开采的矿山压力对隔水土层再造，由于浅表受地表拉应力作用，因此浅部的矿山压力效果有限，且这一过程持续时间太长，再造的效率不足。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种采煤隔水土层旋喷再造方法，可提高采煤隔水土层再造的效率和效果。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种采煤隔水土层旋喷再造方法，包括：
4、在采煤工作面开采前，根据钻孔柱状图获得隔水土层的厚度；
5、在煤炭开采阶段，通过矿山压力观测获取周期来压步距和初次来压步距；
6、在采煤工作面完成煤炭开采后，在煤矿区地面实施多个探测钻孔；并根据所述探测钻孔获取所述采煤工作面的内部碎胀隔水土层平均厚度和所述采煤工作面的边界碎胀隔水土层平均厚度；每一所述探测钻孔的终孔位置位于煤层底板；
7、在采煤塌陷稳定后，通过地面观测获取所述采煤工作面的内部地表裂缝平均宽度和边界地表裂缝平均宽
8、在采煤工作面的内部实施内部旋喷钻孔组；所述内部旋喷钻孔组的终孔层位是隔水土层底板，所述内部旋喷钻孔组的多个内部旋喷钻孔沿着周期来压线分布；每一所述内部旋喷钻孔的基础参数根据所述隔水土层的厚度、所述内部碎胀隔水土层平均厚度和所述内部地表裂缝平均宽度确定；
9、在采煤工作面的边界实施边界旋喷钻孔组；所述边界旋喷钻孔组的终孔层位是所述隔水土层底板，所述边界旋喷钻孔组的多个边界旋喷钻孔沿着边界线分布；每一所述边界旋喷钻孔的基础参数根据所述隔水土层的厚度、所述边界碎胀隔水土层平均厚度和所述边界地表裂缝平均宽度确定。
10、可选的，在采煤工作面完成煤炭开采后，在煤矿区地面实施至少六个所述探测钻孔；其中，至少三个所述探测钻孔设置于距离采煤工作面中心位置一个所述周期来压步距的范围内；至少三个所述探测钻孔设于采煤工作面范围内且距离开切眼一个所述初次来压步距的范围内。
11、可选的，所述内部旋喷钻孔和所述边界旋喷钻孔的旋喷浆液的成分包括糯米浆、瓜尔胶、粘性土、巴氏芽孢杆菌粉、菌液胶结液和水。
12、可选的，所述巴氏芽孢杆菌粉中每克含有活菌的数量大于1亿；所述菌液胶结液由尿素和氯化钙按照1：1的比例构成。
13、可选的，所述内部旋喷钻孔的旋喷浆液中，糯米浆占10～20份、瓜尔胶占10～20份、粘性土占100～200份、巴氏芽孢杆菌粉占20～60、菌液胶结液占20～60、水占160～360份。
14、可选的，所述边界旋喷钻孔的旋喷浆液中，糯米浆占20～30份、瓜尔胶占10～30份、粘性土占100～200份、巴氏芽孢杆菌粉占50～100、菌液胶结液占50～100、水占230～460份。
15、可选的，所述内部旋喷钻孔的基础参数包括孔径、旋喷提升速度和旋喷浆液总量；
16、所述内部旋喷钻孔的孔径为：1.0～1.2倍的所述内部地表裂缝平均宽度；
17、所述内部旋喷钻孔的旋喷提升速度为：v1＝k11×v；其中，v为正常提升速度；k11为内部旋喷钻孔的旋喷提升速度修正系数，当(t1-t)÷t小于0.01时取0.8，当(t1-t)÷t大于等于0.01时取0.6；t1表示内部碎胀隔水土层平均厚度；t表示隔水土层厚度；
18、所述内部旋喷钻孔的旋喷浆液总量为：q1＝k12×(t1÷v1×q)；其中，k12为内部旋喷钻孔的注浆量修正系数；q为正常喷浆速量；
19、可选的，所述边界旋喷钻孔的基础参数包括所述边界旋喷钻孔的孔径、旋喷提升速度和旋喷浆液总量；
20、所述边界旋喷钻孔的孔径为：1.0～1.2倍的所述边界地表裂缝平均宽度；
21、所述边界旋喷钻孔的旋喷提升速度为：v2＝k21×v；其中，k21为边界旋喷钻孔的旋喷提升速度修正系数，当(t2-t)÷t小于0.01时取0.8，当(t2-t)÷t大于等于0.01时取0.6；t2表示边界碎胀隔水土层平均厚度；
22、所述边界旋喷钻孔的旋喷浆液总量为：q2＝k22×(t2÷v2×q)；其中，k22为边界旋喷钻孔的注浆量修正系数。
23、可选的，所述内部旋喷钻孔和所述边界旋喷钻孔的基础参数还包括相邻钻孔间距和喷射压力；
24、所述内部旋喷钻孔的相邻钻孔间距为：10～30米；
25、所述内部旋喷钻孔的喷射压力为：p1＝p+δp1；其中，p为正常喷浆压力；δp1为采煤工作面内部平均附加应力；
26、所述边界旋喷钻孔的相邻钻孔间距为：20～50米；
27、所述内边界旋喷钻孔的喷射压力为：p2＝p+δp2，其中，δp2为采煤工作面边界平均附加应力。
28、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
29、本专利技术公开一种采煤隔水土层旋喷再造方法，涉及地质及采矿
，包括：在采煤工作面开采前，根据钻孔柱状图获得隔水土层的厚度；在煤炭开采阶段，通过矿山压力观测获取周期来压步距和初次来压步距；在采煤工作面完成煤炭开采后，在煤矿区地面实施多个探测钻孔；在采煤塌陷稳定后，通过地面观测获取采煤工作面的内部地表裂缝平均宽度和边界地表裂缝平均宽度；在采煤工作面的内部实施内部旋喷钻孔组；在采煤工作面的边界实施边界旋喷钻孔组，并根据探测到的相关参数确定内部旋喷钻孔和边界旋喷钻孔的基础参数，让浆液的混入量和混入速度更加符合矿山岩移规律，再造效果更好。因此，本专利技术的方法简单易实施，并且实施效率高，所达到的防渗效果更好，再造效果更好。
【技术保护点】
1.一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，在采煤工作面完成煤炭开采后，在煤矿区地面实施至少六个所述探测钻孔；其中，至少三个所述探测钻孔设置于距离采煤工作面中心位置一个所述周期来压步距的范围内；至少三个所述探测钻孔设于采煤工作面范围内且距离开切眼一个所述初次来压步距的范围内。
3.根据权利要求1所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述内部旋喷钻孔和所述边界旋喷钻孔的旋喷浆液的成分包括糯米浆、瓜尔胶、粘性土、巴氏芽孢杆菌粉、菌液胶结液和水。
4.根据权利要求3所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述巴氏芽孢杆菌粉中每克含有活菌的数量大于1亿；所述菌液胶结液由尿素和氯化钙按照1：1的比例构成。
5.根据权利要求3或4所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述内部旋喷钻孔的旋喷浆液中，糯米浆占10～20份、瓜尔胶占10～20份、粘性土占100～200份、巴氏芽孢杆菌粉占20～60、菌液胶结液占20～60、水占160～360份。p>
6.根据权利要求3或4所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述边界旋喷钻孔的旋喷浆液中，糯米浆占20～30份、瓜尔胶占10～30份、粘性土占100～200份、巴氏芽孢杆菌粉占50～100、菌液胶结液占50～100、水占230～460份。
7.根据权利要求1所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述内部旋喷钻孔的基础参数包括孔径、旋喷提升速度和旋喷浆液总量；
8.根据权利要求7所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述边界旋喷钻孔的基础参数包括所述边界旋喷钻孔的孔径、旋喷提升速度和旋喷浆液总量；
9.根据权利要求8所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述内部旋喷钻孔和所述边界旋喷钻孔的基础参数还包括相邻钻孔间距和喷射压力；
...【技术特征摘要】
1.一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，在采煤工作面完成煤炭开采后，在煤矿区地面实施至少六个所述探测钻孔；其中，至少三个所述探测钻孔设置于距离采煤工作面中心位置一个所述周期来压步距的范围内；至少三个所述探测钻孔设于采煤工作面范围内且距离开切眼一个所述初次来压步距的范围内。
3.根据权利要求1所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述内部旋喷钻孔和所述边界旋喷钻孔的旋喷浆液的成分包括糯米浆、瓜尔胶、粘性土、巴氏芽孢杆菌粉、菌液胶结液和水。
4.根据权利要求3所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述巴氏芽孢杆菌粉中每克含有活菌的数量大于1亿；所述菌液胶结液由尿素和氯化钙按照1：1的比例构成。
5.根据权利要求3或4所述的一种采煤隔水土层旋喷再造方法，其特征在于，所述内部旋喷钻孔的旋喷浆液中，糯米浆占1...
【专利技术属性】
技术研发人员：白如鸿，范立民，李涛，孙强，李小龙，刘宁平，孙魁，李博，罗烨，杨军伟，高颖，
申请(专利权)人：陕西榆林能源集团榆神煤电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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