[发明专利]非封闭覆岩注浆充填隔离方法

说明书

本发明涉及一种非封闭覆岩注浆充填隔离方法，适用于煤矿覆岩注浆充填。主要包括如下步骤，判断覆岩内主采动裂隙的发育位置，施工大孔径L型隔离钻孔，将可膨胀的柔性囊袋传送至隔离钻孔水平段内，柔性囊袋整体位于整个水平段内，柔性囊袋靠近隔离钻孔垂直段的一端设置有进口，进行注浆充填工作面的回采工作，回采过程中确保工作面推进、注浆钻孔注浆充填、隔离囊袋注水充填同步进行；最后通过进口注入高浓度的浆液替换隔离囊袋内的水。本发明通过隔离封闭注浆充填空间，阻止充填浆液向已采空侧腔体内扩散，使采动覆岩裂隙内注浆充填快速起压并减少充填材料的浪费、保证注浆充填效果。

技术领域

本发明涉及一种非封闭覆岩注浆充填腔体的隔离封闭方法，尤其适用于煤矿采动覆岩注浆充填开采中的充填工作面相邻采空区情况下采动裂隙腔体不封闭条件下的充填浆液扩散范围的控制。

背景技术

近年来，覆岩隔离注浆充填技术在“三下”采煤中发挥了积极作用，为煤矿企业解决压煤开采提供了新的思路，保障了采煤工作面上方建(构)筑物安全，该技术基本原理为通过对选定关键层下方的覆岩采动裂隙空间实施多组延伸至裂隙腔体内部的地面钻孔，在工作面回采过程中利用地面钻孔对采动裂隙腔体实施高压注浆充填，控制覆岩关键层变形和破断，阻止地表沉陷，有效保护地面建(构)筑物安全。

在覆岩隔离注浆充填技术的应用中，常遇到待充填工作面一侧或多侧采空情况，此类工况下的覆岩采动裂隙腔体并不是完全封闭的，若按照以往的方法进行实施，充填浆液扩散范围大，注浆效果受到影响，同时造成充填材料的巨大浪费。因此，针对充填工作面覆岩采动裂隙腔体不封闭的工况，亟需确定一种非封闭覆岩注浆充填腔体的隔离封闭方法。

目前，该领域此类工况下未见可用于采动裂隙腔体封闭的技术和方法。而针对覆岩采动裂隙腔体封闭方法的问题，现有手段一般为通过对浆液改性，调节浆液流动性控制其扩散范围，使浆液在充填采动裂隙一定范围内尽快起压。在工程实践中这一方法虽然可以加快充填采动裂隙起压速度，但由于浆材的改性成本高，且极易造成注浆钻孔堵塞而中断注浆，风险较大。虽然通过改性使得浆液的扩散范围减小，但减小的幅度并不理想。由于充填采动裂隙腔体不封闭导致充填量依旧十分庞大，造成充填材料过度浪费。因此，浆液改性充填成本较高，无法实现精准控制浆液扩散范围的目的，该问题的存在对覆岩注浆充填技术的发展和推广应用十分不利。

发明内容

针对上述技术的不足之处，提供一种成本低、耗时少、可靠性强、准确性高、控制方法简单的一种非封闭覆岩注浆充填腔体的隔离封闭方法，通过隔离封闭注浆充填空间，阻止充填浆液向已采空侧腔体内扩散的目的，使注浆充填快速起压并减少充填材料的浪费、保证注浆充填效果。

为实现上述技术目的，本发明的一种非封闭覆岩注浆充填隔离方法，包括如下步骤：

a.根据回采区域的钻孔柱状确定覆岩岩性，据此判断覆岩内主采动裂隙的发育位置，该主采动裂隙发育的位置即是注浆充填层位；

优选的，步骤a中，可以在已采工作面上方施工垂直钻孔用于探测主采动裂隙发育位置。

b.在注浆充填工作面的相邻采空侧、切眼以外一定距离处施工大孔径隔离钻孔，作为隔离囊袋的运送通道，隔离钻孔为L型定向钻孔，竖直段的终孔施工至注浆充填层位，水平段位于注浆充填层位内，水平段终点施工至停采线以外一定距离，水平段延伸方向与工作面推进方向平行；

优选的，步骤b中，当相邻采空侧具有采空残存采动裂隙时，则将采空残存采动裂隙作为隔离钻孔水平段的一部分。

c.利用柔性传送杆通过隔离钻孔将可膨胀的柔性囊袋定向传送至隔离钻孔水平段内，柔性囊袋整体位于整个水平段内；

优选的，步骤c中，所述柔性囊袋为高强度的长圆柱状。