[发明专利]一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法

权利要求书

1.一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；

步骤2：在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；

步骤3：主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m³/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，达到封堵效果后，继续钻进直至主孔平面上的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界；

沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m；直至分支孔在水平方向的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界20～30m；

所述的灌注骨料包括：第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；按体积比计，混合骨料粒径配比为细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm；所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为：灌注混合骨料过程中含水层涌水量为Q时停止灌注，m³/h；；式中，Q₀为突水前含水层正常涌水量，m³/h；Q’为含水层稳定涌水量，m³/h；

灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后停止注浆；

所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍；注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu，注浆结束；若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；所述的透水率q=F/(pL)，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。

2.根据权利要求1所述的隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法，其特征在于，待阻水段建成，分支孔钻进后，对工作面进行疏干；

疏干过程中采取间歇式放水，直至水位疏干至安全水位以下。

3.一种隐伏陷落柱突水通道阻水段的施工方法，其特征在于，包括：

S1：施工主孔；

分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m³/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，继续钻进直至主孔平面上的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界；

S2：施工分支孔；沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m；

所述的灌注骨料包括：

第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；

第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；

第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；

按体积比计，混合骨料粒径配比为细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm；所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为：灌注混合骨料过程中含水层涌水量为Q时停止灌注，m³/h；；式中，Q₀为突水前含水层正常涌水量，m³/h；Q’为含水层稳定涌水量，m³/h；

灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后停止注浆；所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍；注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu，注浆结束；若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；所述的透水率q=F/(pL)，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。