[发明专利]一种煤矿地下水库及水库坝体的多层次注浆防渗加固方法

说明书

一种煤矿地下水库及水库坝体的多层次注浆防渗加固方法，适用于煤矿井下施工领域。通过容积确定设置地下水库的面积以及煤柱坝体的位置，掘进地下水库两侧巷道和回撤巷道，在巷道壁上先后喷射混凝土浆液和硅溶胶，形成混凝土和硅溶胶喷层，对两侧巷道和回撤巷道靠近煤柱坝体的帮侧先施工多个浅注浆孔并封孔注浆，后施工多个深注浆孔并封孔注浆，最后建造人工挡水坝封闭巷道，从而形成封闭的煤矿地下水库。其对煤矿地下水库的煤柱坝体起到了加固和封闭双重效果，所选择的材料为纳米级和无机特性，绿色高效，能够保证煤柱坝体的防渗安全，使煤矿地下水库持久稳定。

技术领域

本发明涉及一种煤矿地下水库及水库坝体的多层次注浆防渗加固方法，适用于施工煤矿地下水库、地下储存硐室使用。

背景技术

近年来，我国煤炭生产的重心逐渐向西部转移，西部地区(晋陕蒙宁甘五省区)探明的煤炭资源储量占全国的71.6％，而其水资源仅占全国水资源的3.9％，属于重度缺水区域。同时现在煤矿矿井水外排地面不仅污染环境，而且外排过程中水大量蒸发更加剧了水资源的短缺，因此水资源的匮乏已成为制约煤炭开采的瓶颈，为了解决这一问题，“一种矿井地下水的分布式存储方法”(CN102862775)应运而生，该方法利用煤炭开采后形成的采空区，采空区两侧巷道和回撤巷道的煤柱坝体，以及在巷道中建造的人工挡水坝共同构筑成煤矿地下水库。利用巨大的采空区空间进行储水，利用采空区矸石对水体进行过滤净化，再利用自然压差进行供水，实现了矿井水不外排、井下供水、井下排水、污水处理、水害防治、环境保护的综合效益，现已在神东矿区全面使用。安全是第一生产力，煤矿地下水库的安全问题也是重中之重，煤矿地下水库的安全问题主要是其煤柱坝体的安全稳定问题，煤柱坝体受矿压、水压等综合作用，一旦发生渗透破坏，将会造成严重的水灾事故，给煤矿带来巨大的人员和经济损失，因此必须考虑煤柱坝体的防渗和可靠性等问题。针对这一安全问题研究，“一种矿井地下水库的防渗方法”(CN102767395)提出用水泥护壁层、防渗土工布和水泥防渗层组合在一起构成防渗墙来进行防渗。“地下水库的防渗方法及具有防渗功能的地下水库”(CN102926574)使用防渗、常态、碾压混凝土和防渗土工布、黑粘土组合构筑防渗层。但是上述方法中所使用的水泥，混凝土本身就是一种微孔材料，存在着裂缝和裂隙；黑黏土不仅存在微裂缝，微裂隙而且随着时间推移，在某些季节这些裂缝和裂隙还会发育扩展；防渗土工布由于施工的限制，不可能铺满整个巷道面，另外土工布施工完成后，或多或少总会存在一些缺陷，包括拼接质量不好形成的接缝、施工时被刺破、被下填层顶破、巷道壁面不均匀撕裂土工布等这些缺陷直接影响坝体的防渗性能。

由于上述的研究方法使用材料的缺点和不足导致的裂缝、裂隙的存在，短期内坝体具有一定的防渗效果，但煤矿地下水库是个长时间的储水场所，随着时间的推移，地下水库内的水以及水分子通过微裂隙慢渗，最终造成煤柱坝体长时间浸水，强度降低，失稳破坏，水库内水体大量涌出，造成重大的煤矿水灾事故。因此现有方法都不能从根本上解决坝体的防渗问题。

发明内容

技术问题：针对上述技术的不足之处，提供一种方法简单，创造方便，使用混凝土、水泥浆以及纳米级材料硅溶胶，即可有效防水的煤矿地下水库及水库坝体的多层次注浆防渗加固方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明的一种煤矿地下水库，其包括作为储水空间的煤矿采空区空间，煤矿采空区空间上方为工作面顶板，下方为工作面底板，煤矿采空区空间对称两侧分别掘进出两侧巷道，并在另外对称两侧施工回撤巷道和人工挡水坝，两侧巷道和回撤巷道上设有锚固装置，并在外层先后设有混凝土层和硅溶胶层，两侧巷道和回撤巷道的靠近煤柱坝体的帮侧施工上间插设有多个浅注浆孔和多个深注浆孔。