[发明专利]一种隔水壳再造方法

权利要求书

1.一种隔水壳再造方法，其特征是：依据已有地质资料和实地地质勘测结果，确定各开采中段矿体周围的含水岩层分布情况，在含水层中进行隔水壳再造，在矿体周围形成一个连续的防水的坚固外壳，保证矿体安全开采，结合含水层中岩石力学特性，依据力学原理计算隔水壳所需的厚度，这个厚度包括无效厚度和有效厚度两部分，利用数字模拟软件模拟矿体在矿石开采活动下，隔水壳的应力大小、塑性区分布、沉降大小和孔隙水压力大小，以判断其是否会发生破坏和突水事故；工程施工中在矿体周围含水层中打探测孔，使用精确的探测仪器确定顶板含水层的节理裂隙的分布，在中段勘探线附近的含水层中施工一条联络巷道，在联络巷道靠近裂隙处施工与矿体走向平行的钻注硐室，在联络巷道和钻注硐室中布置注浆孔，进行加密注浆和孔间CT透视，确保施工的质量和堵水效果。

2.根据权利要求1所述的隔水壳再造方法，其特征在于：所述的隔水壳为人工再造体，其位置是依据矿体周围的含水层分布而确定，在顶板围岩、底板围岩或者侧帮围岩。

3.根据权利要求1或2所述的隔水壳再造方法，其特征在于：所述的隔水壳再造是使用TRT6000、地质雷达先探测出含水层节理裂隙分布情况，对含水层中的节理裂隙经行注浆堵水，把矿体周围岩石连成一个完整的隔水壳体。

4.根据权利要求1或2所述的隔水壳再造方法，其特征在于：在布置探测孔时，钻孔方向大致平行矿体走向，钻孔均为倾角5度近水平钻孔，相邻两孔大致平行，钻孔开孔口径150mm，钻进4m后，采用注浆办法埋设孔口管，安装好高压阀门放突水应急措施，变径91mm继续钻进，遇涌水点及破碎带均用注浆办法通过，要求达到注浆结束标准，直到终孔。

5.根据权利要求1或2所述的隔水壳再造方法，其特征在于：依据矿体赋存条件和矿床开采设计，利用Flac3d进行数值模拟，计算各开采步骤下的应力、塑性区分布和沉降情况，依据结果来判断隔水壳是否会发生破坏和突水事故，进而考虑是否进行隔水壳厚度调整。

6.根据权利要求1或2所述的隔水壳再造方法，其特征在于：所述的注浆孔的浆液扩散半径取值为5米，注浆孔孔底间距不超过10米，孔深为巷道或钻注硐室与含水层裂隙之间的距离。

7.根据权利要求1或2所述的隔水壳再造方法，其特征在于：注浆孔的布孔方式为：从状孔、下行纵向孔、上行纵向孔或近水平法向孔。

8.根据权利要求1或2所述的隔水壳再造方法，其特征在于：具体实施步骤如下：

(1)、收集地质资料和进行工程区域的地质勘测，确定各开采中段周围岩体中含水层分布状况，隔水壳将布置在这些含水层中；

(2)、依据矿体与含水层的相对位置和采矿设计参数建立力学模型，结合边界条件、Mohr-Calomb破坏准则和裂隙岩体位移计算公式计算隔水壳的无效厚度；采用弹性力学薄板理论，依据H-Tresca屈服准则计算隔水壳的有效厚度，将无效厚度与有效厚度相加即可获得隔水壳的厚度；

(3)、依据矿体赋存条件和矿床开采设计，利用Flac3d进行数值模拟，计算各开采步骤下的应力、塑性区分布和沉降情况，依据结果来判断隔水壳是否会发生破坏和顶板突水事故，进而考虑是否进行顶板厚度调整；

(4)、在矿体周围含水层中打探测孔，使用TRT6000和地质雷达探测仪器，确定含水层中的溶洞、裂隙分布情况，依据含水层中的溶洞、裂隙分布确定联络巷道和注浆硐室的布置方案；

(5)、在中段勘探线含水层中施工一条联络巷道，在联络巷道靠近溶洞或裂隙的位置施工钻注硐室，硐室方向基本平行矿体走向；

(6)、依据工程实际情况，选择合适布孔方式，在联络巷道和注浆硐室中布置注浆孔并进行加密注浆；

(7)、在相邻探测孔，利用孔底锚头分别安装CT透视的发射极和接收极对两孔间的岩溶裂隙进行探测最终通过八个测试剖面，来监测工程施工质量和注浆堵水效果。