本申請(qǐng)涉及注漿充填采煤的領(lǐng)域，尤其是涉及一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著煤炭資源的大量開采，已經(jīng)形成了大量的采空區(qū)，地下煤層的開采必然引起上覆巖層的沉降運(yùn)移，地層的變化進(jìn)一步發(fā)展成為突水潰沙、地表沉陷等負(fù)面問題，其中地表沉陷問題尤為明顯，不僅造成良田、耕地破壞和建筑物損毀，更易造成水土流失和土地沙漠化等環(huán)境問題，目前針對(duì)地表沉陷問題，離層注漿減沉技術(shù)由于不影響井下正常開采而成為了較為關(guān)注的技術(shù)。

2、如公開號(hào)為cn116557051a的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)公開了一種覆巖離層注漿充填方法，然而使用這種注漿填充方法的前提條件是當(dāng)?shù)氐乃闯渥?，在缺水地區(qū)有很大的局限性，往往很多在開采的煤礦區(qū)無法提供足量的礦井水等來應(yīng)用于充填。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了改善上述問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法采用如下的技術(shù)方案：

3、一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，依次包括如下步驟：

4、s1：設(shè)計(jì)注漿位置的排布間距，根據(jù)地層條件分析注漿層位深度，計(jì)算注漿量、制漿供水量，設(shè)計(jì)漿液中的固體顆粒度大小，注漿層處于砂巖層和泥巖層之間；

5、s2：建立制漿站，在各個(gè)注漿位置處鉆孔形成注漿孔道，下放注漿花管至注漿層，孔口接注漿或抽水裝置，注漿孔道通過注漿或抽水裝置和制漿站連接；

6、s3：抽放水實(shí)驗(yàn)，確定穩(wěn)定流量；

7、s4：沿各個(gè)排布的注漿孔道進(jìn)行注漿；

8、s5：降低注漿供水量，通過相鄰的注漿孔道進(jìn)行抽取離析水，確定穩(wěn)定抽水量；

9、s6：將抽取的離析水向制漿站輸送，恢復(fù)注漿供水量；

10、s7：當(dāng)回采工作面推進(jìn)至正在抽水的注漿孔道時(shí)，將此注漿孔道接入制漿站的注漿管路。

11、通過采用上述技術(shù)方案，注漿過程中滲入砂巖層中的水?dāng)U散至抽水的注漿孔道時(shí)會(huì)被抽取并回流到制漿站內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到了提高缺水礦井或注漿缺水時(shí)期的水源供給量的目的。

12、優(yōu)選的，注漿材料包括水和矸石粉，水灰比為1:1。

13、優(yōu)選的，s2中，所述注漿孔道內(nèi)放置套管，套管外設(shè)有水泥護(hù)壁，所述注漿花管位于套管的下端且二者同軸，所述注漿花管的管壁上開設(shè)有若干濾水孔，所述注漿花管和套管之間具有重疊段，所述砂巖層和泥巖層的分界線位于注漿花管的長(zhǎng)度范圍內(nèi)。

14、通過采用上述技術(shù)方案，注漿層位于砂巖層和泥巖層之間，砂巖層為需要保護(hù)的關(guān)鍵層，注漿花管位于此處進(jìn)行注漿。

15、優(yōu)選的，所述濾水孔的孔徑為15mm，所述矸石粉的粒徑大小為60-80目。

16、優(yōu)選的，所述注漿花管內(nèi)設(shè)有星型板芯，所述星型板芯包括多個(gè)相互固定連接的分隔板，各個(gè)所述分隔板以注漿花管的軸線為中心環(huán)形陣列排布，所述分隔板的板面和注漿花管的軸線平行。

17、通過采用上述技術(shù)方案，砂巖層的離析水在注漿壓力的作用下移動(dòng)，對(duì)于用于抽水階段的注漿花管，其靠近注漿狀態(tài)的注漿花管的一側(cè)水壓較大，而背離注漿狀態(tài)的注漿花管的一側(cè)水壓較小，通過濾水孔進(jìn)入注漿花管內(nèi)的離析水直接沖擊在分隔板上，減小了此部分水的橫向動(dòng)能，提高了離析水的回收率。

18、優(yōu)選的，所述星型板芯位于砂巖層的高度范圍內(nèi)，所述注漿花管內(nèi)且于星型板芯的下方形成有沉降空間，所述分隔板的上邊緣設(shè)有攔截件，所述攔截件位于相鄰兩個(gè)分隔板之間的空間內(nèi)。

19、通過采用上述技術(shù)方案，攔截件可提高抽水時(shí)對(duì)水流的阻礙，提高水中顆粒雜質(zhì)進(jìn)行沉降的幾率和比例。

20、優(yōu)選的，所述攔截件為活動(dòng)板，所述活動(dòng)板的一側(cè)邊緣和分隔板的上側(cè)邊緣鉸接，所述活動(dòng)板位于分隔板的高度范圍內(nèi)，所述活動(dòng)板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為0-90°。

21、通過采用上述技術(shù)方案，抽水過程中，向上的水流對(duì)活動(dòng)板產(chǎn)生推力，使得活動(dòng)板和分隔板之間的夾角呈近似90°，從而在注漿花管內(nèi)的水向上流動(dòng)的過程中，活動(dòng)板始終能夠?qū)λ鳟a(chǎn)生阻力；注漿時(shí)，星型板芯在注漿壓力的作用下向下移動(dòng)，活動(dòng)板受到來自漿料的沖擊后，其和分隔板之間的夾角趨于0°，對(duì)注漿漿料的影響較小。

22、優(yōu)選的，所述注漿花管內(nèi)于沉降空間內(nèi)設(shè)有切換閥，所述切換閥和注漿花管活動(dòng)連接，所述切換閥相對(duì)注漿花管的活動(dòng)用于控制泥巖層范圍內(nèi)的濾水孔的通堵情況。

23、優(yōu)選的，所述切換閥為調(diào)節(jié)筒，所述調(diào)節(jié)筒和注漿花管同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述調(diào)節(jié)筒上開設(shè)有配合孔隙，所述配合孔隙和濾水孔對(duì)應(yīng)，所述星型板芯和注漿花管滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向?yàn)樽{花管的軸向，所述星型板芯上固定連接有傳動(dòng)塊，所述調(diào)節(jié)筒的筒壁上開設(shè)有螺旋導(dǎo)向槽，所述傳動(dòng)塊位于螺旋導(dǎo)向槽內(nèi)。

24、通過采用上述技術(shù)方案，在抽水階段，切換閥的配合孔隙和濾水孔不對(duì)齊，使濾水孔被封堵，注漿時(shí)，各濾水孔分別和對(duì)應(yīng)的配合孔隙對(duì)齊，泥巖層范圍內(nèi)的濾水孔被導(dǎo)通，漿料便可通過整個(gè)注漿花管的長(zhǎng)度范圍內(nèi)的濾水孔進(jìn)行擴(kuò)散；當(dāng)星型板芯豎向移動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)塊對(duì)螺旋導(dǎo)向槽槽壁產(chǎn)生橫向抵接力，使調(diào)節(jié)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠改變配合孔隙的位置，實(shí)現(xiàn)切換閥的功能。

25、綜上所述，本申請(qǐng)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

26、1.通過抽取離析水至制漿站的設(shè)置，注漿過程中滲入砂巖層中的水?dāng)U散至抽水的注漿孔道時(shí)會(huì)被抽取并回流到制漿站內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到了提高缺水礦井或注漿缺水時(shí)期的水源供給量的目的；

27、2.通過切換閥的設(shè)置，抽水階段，切換閥將濾水孔封堵，泥巖層范圍內(nèi)的注漿花管內(nèi)外物質(zhì)流動(dòng)程度較小，泥巖層中的成分不易進(jìn)入注漿花管內(nèi)被抽水裝置抽取。

技術(shù)特征：

1.一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：依次包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：注漿材料包括水和矸石粉，水灰比為1:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：s2中，所述注漿孔道(21)內(nèi)放置套管，套管外設(shè)有水泥護(hù)壁，所述注漿花管(3)位于套管的下端且二者同軸，所述注漿花管(3)的管壁上開設(shè)有若干濾水孔(31)，所述注漿花管(3)和套管之間具有重疊段，所述砂巖層(11)和泥巖層(12)的分界線位于注漿花管(3)的長(zhǎng)度范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：所述濾水孔(31)的孔徑為15mm，所述矸石粉的粒徑大小為60-80目。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：所述注漿花管(3)內(nèi)設(shè)有星型板芯(4)，所述星型板芯(4)包括多個(gè)相互固定連接的分隔板(41)，各個(gè)所述分隔板(41)以注漿花管(3)的軸線為中心環(huán)形陣列排布，所述分隔板(41)的板面和注漿花管(3)的軸線平行。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：所述星型板芯(4)位于砂巖層(11)的高度范圍內(nèi)，所述注漿花管(3)內(nèi)且于星型板芯(4)的下方形成有沉降空間(32)，所述分隔板(41)的上邊緣設(shè)有攔截件，所述攔截件位于相鄰兩個(gè)分隔板(41)之間的空間內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：所述攔截件為活動(dòng)板(42)，所述活動(dòng)板(42)的一側(cè)邊緣和分隔板(41)的上側(cè)邊緣鉸接，所述活動(dòng)板(42)位于分隔板(41)的高度范圍內(nèi)，所述活動(dòng)板(42)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為0-90°。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：所述注漿花管(3)內(nèi)于沉降空間(32)內(nèi)設(shè)有切換閥(5)，所述切換閥(5)和注漿花管(3)活動(dòng)連接，所述切換閥(5)相對(duì)注漿花管(3)的活動(dòng)用于控制泥巖層(12)范圍內(nèi)的濾水孔(31)的通堵情況。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，其特征在于：所述切換閥(5)為調(diào)節(jié)筒(51)，所述調(diào)節(jié)筒(51)和注漿花管(3)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述調(diào)節(jié)筒(51)上開設(shè)有配合孔隙(52)，所述配合孔隙(52)和濾水孔(31)對(duì)應(yīng)，所述星型板芯(4)和注漿花管(3)滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向?yàn)樽{花管(3)的軸向，所述星型板芯(4)上固定連接有傳動(dòng)塊(43)，所述調(diào)節(jié)筒(51)的筒壁上開設(shè)有螺旋導(dǎo)向槽(53)，所述傳動(dòng)塊(43)位于螺旋導(dǎo)向槽(53)內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種缺水情況下的覆巖離層注漿工作方法，屬于注漿充填采煤的領(lǐng)域，其依次包括設(shè)計(jì)與計(jì)算、建立注漿通路、抽放水實(shí)驗(yàn)、確定穩(wěn)定流量、注漿、調(diào)節(jié)注漿量和抽水量、恢復(fù)注漿供水量、注漿花管模式切換的步驟，通過不同的注漿孔道，結(jié)合砂巖層建立起循環(huán)通路，注漿過程中滲入砂巖層中的水?dāng)U散至抽水的注漿孔道時(shí)會(huì)被抽取并回流到制漿站內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到了提高缺水礦井或注漿缺水時(shí)期的水源供給量的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：高少鋒,岳鵬,富鋼,郝燕奎,姚文濤,李偉,李兵,劉玉華,耿志邦,沈孟男
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中煤地質(zhì)集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9