地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法，尤其適用于建筑物下抽采和充填使用的地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦開采中，采煤將導(dǎo)致上覆巖層移動與瓦斯運(yùn)移，當(dāng)它們發(fā)展到一定程度時將形成采動災(zāi)害，如地表沉(塌)陷、瓦斯涌(突)出。因此，控制巖層移動與抽采卸壓瓦斯成為采礦科技工作者需要解決的2大問題?？刂茙r層移動與抽采卸壓瓦斯本身是相逆的2個過程，即前者需要阻止巖層彎曲變形，而后者則要求巖層得到充分卸壓并產(chǎn)生采動裂隙后方可有效實(shí)施。故在傳統(tǒng)的采礦工程中，這2個問題常常被分開進(jìn)行處理，比如，通過實(shí)施覆巖隔離注漿充填減少巖層移動從而控制地表下沉，通過開采非突出煤層以卸壓上鄰近煤層，進(jìn)而利用地面鉆孔抽采上鄰煤層卸壓瓦斯。但是，在工程實(shí)踐中，許多采區(qū)與工作面常常存在上鄰煤層卸壓瓦斯抽采與地表沉陷控制的共同需求，如被地面建筑物(如村莊)壓覆的高瓦斯煤層群。此時，已不能將卸壓瓦斯抽采與覆巖隔離注漿充填作為2個獨(dú)立的工程開展，而應(yīng)該考慮在同一工程中實(shí)現(xiàn)二者兼顧，即在抽采瓦斯的過程中同步實(shí)施覆巖注漿充填，特別是當(dāng)?shù)乇沓料菘刂埔筝^高時。然而，已有技術(shù)中尚不具備這樣的手段與方法，要么是僅能利用地面鉆孔抽采上鄰煤層卸壓瓦斯而放棄了覆巖隔離注漿充填，如專利CN200510040410.X公開了一種地面鉆井抽采采動區(qū)、采空區(qū)卸壓瓦斯方法，專利CN2014100893001公開了一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法；要么是僅能實(shí)施覆巖隔離注漿充填而不能抽采卸壓瓦斯，如專利ZL201210164929.9公開了一種采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填采煤方法。顯然，這2類已有技術(shù)均只能實(shí)現(xiàn)單一工程目的，而不能在采煤工作面開采過程中利用地面鉆孔同步實(shí)現(xiàn)卸壓瓦斯抽采和覆巖注漿充填?，F(xiàn)有的覆巖注漿充填技術(shù)要求注漿鉆孔終孔處形成1個封閉的離層空間，且該空間不能與采煤工作面開采中形成的覆巖豎向裂隙相溝通，否則將造成注漿充填失敗，而若要同步利用地面瓦斯抽采鉆孔抽采上鄰近煤層的卸壓瓦斯，則要求地面瓦斯抽采鉆孔中安裝相當(dāng)長度的花管以溝通上鄰近煤層中的采動裂隙、形成抽采通道，同時要求瓦斯抽采鉆孔直接通達(dá)煤層，這將導(dǎo)致充填漿液沿花管進(jìn)入瓦斯鉆孔中，并進(jìn)一步潰入工作面，不僅導(dǎo)致注漿充填失敗，而且將阻止卸壓瓦斯被抽采至地面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種克服充填漿液與瓦斯流動干擾難題、合理配合注漿充填與瓦斯抽采時機(jī)，可以在開采過程中同步實(shí)現(xiàn)卸壓瓦斯抽采與覆巖注漿充填的地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法，包括如下步驟: 一種地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法，包括如下步驟:
a.根據(jù)需要在采煤工作面煤層上方的垂直地表上布置多組垂直向下的鉆孔組，所述鉆孔組包括瓦斯抽采鉆孔和注漿鉆孔，其中注漿鉆孔位于采煤工作面傾向中部，瓦斯抽采鉆孔沿走向方向超前注漿鉆孔；所述注漿鉆孔為3開成孔，第1開為松散層固井段，松散層固井段內(nèi)安裝第1開實(shí)心套管，第2開孔底位于主關(guān)鍵層底界面以上，并安裝第2開實(shí)心套管護(hù)孔，第3開為裸孔，裸孔終孔位于最上一層待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層上方10m ;所述瓦斯抽采鉆孔由4開成孔，第1開為松散層固井段，松散層固井段內(nèi)安裝第1開實(shí)心套管，第2開孔底位于最上一層待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層下方20m，并安裝第2開實(shí)心套管護(hù)孔，第3開孔內(nèi)安裝花管護(hù)孔，花管頂端位于第2開實(shí)心套管底端以上10m，第4開為裸孔，裸孔終孔位于開采煤層底板；
b.采煤工作面推進(jìn)中，當(dāng)開采至距注漿鉆孔30?50m時，利用注漿鉆孔開始覆巖注漿充填，直至主關(guān)鍵層與注漿鉆孔終孔之間形成主注漿充填層位；
c.當(dāng)采煤工作面開采推進(jìn)至距瓦斯抽采鉆孔50?80m時，通過瓦斯抽采鉆孔對開采煤層的上鄰近煤層中的卸壓瓦斯進(jìn)行抽采；瓦斯抽采鉆孔中的第2開孔實(shí)心套管與最上一層待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層共同起到了對漿液的阻隔作用，從而避免了注漿鉆孔中的漿液進(jìn)入到瓦斯抽采鉆孔內(nèi)；
d.重復(fù)步驟b、c，直至完成整個采煤工作面內(nèi)所有注漿鉆孔的覆巖注漿充填和瓦斯抽采鉆孔的卸壓瓦斯抽采。
[0005]相鄰的鉆孔組中的注漿鉆孔之間的距離為100?150m ;鉆孔組中的瓦斯抽采鉆孔布置在采煤工作面上方距邊界20?50m處；每個鉆孔組中的瓦斯抽采鉆孔沿走向方向超前本組的注漿鉆孔50?80m。
[0006]有益效果:本發(fā)明利用地面鉆孔同步實(shí)施卸壓瓦斯抽采和覆巖注漿充填，解決了傳統(tǒng)技術(shù)無法在地面瓦斯抽采鉆孔抽采條件下實(shí)現(xiàn)覆巖注漿充填的不足，克服了充填漿液與瓦斯流動干擾難題。由于實(shí)現(xiàn)了覆巖注漿充填并形成了主注漿充填層位，因而能夠有效阻止巖層移動與地表下沉，同時由于同步抽采了上鄰近煤層中的卸壓瓦斯，因而能夠在解決地面建筑物保護(hù)問題的同時解決高瓦斯煤層群條件下的上鄰近煤層瓦斯問題，防止了采煤工作面開采過程中上鄰近煤層中卸壓瓦斯涌入采煤工作面、造成瓦斯超限等危害，其方法簡單，效率高，是有效的煤礦綠色開采技術(shù)。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的采煤工作面上方瓦斯抽采鉆孔與注漿鉆孔平面布置示意圖；
圖2是本發(fā)明的采煤工作面上瓦斯抽采鉆孔與注漿鉆孔的A-A剖面示意圖。
[0008]圖中:1 一米煤工作面；2 —注楽鉆孔；3 —瓦斯抽米鉆孔；4 一切眼；5 —地表；6 —第1開實(shí)心套管第2開實(shí)心套管；7 —第1開實(shí)心套管；8 —主關(guān)鍵層；9 一主注漿充填層位；10 —上鄰近煤層；11 —開米煤層；12 —第2開實(shí)心套管；13 —花管；14 —裸孔。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的1個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖隔離注漿充填同步實(shí)施方法，包括如下步驟:
a.根據(jù)需要在采煤工作面1煤層上方的垂直地表5上布置多組垂直向下的鉆孔組，所述鉆孔組包括瓦斯抽采鉆孔3和注漿鉆孔2，其中注漿鉆孔2位于采煤工作面1傾向中部，瓦斯抽采鉆孔3沿走向方向超前注漿鉆孔2 ;所述注漿鉆孔2由3開成孔，第1開為松散層固井段，松散層固井段內(nèi)安裝第1開實(shí)心套管7，第2開孔底位于主關(guān)鍵層8底界面以上，并安裝第2開實(shí)心套管15護(hù)孔，第3開為裸孔14，裸孔14終孔位于最上一層待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層10上方10m ;所述瓦斯抽采鉆孔3由4開成孔，第1開為松散層固井段，松散層固井段內(nèi)安裝第1開實(shí)心套管6，第2開孔底位于最上一層待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層10下方20m，并安裝第