采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法与流程

本发明涉及的煤矿开采的，具体地，涉及一种采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法。

背景技术：

1、浆体充填技术是指将煤矿或电厂生产过程中产生的煤基固废，通过破碎、研磨等技术手段制成一定粒径组成的粉末，与水按照特定比例混合后配置成为浆体。通过充填泵及预先铺设的地面充填管路，将矸石浆液输送至待充填工作面上方，利用地面定向钻孔，将矸石浆注入采空区。然而相关技术中的注浆充填方法实施时占地面积大，目前具体实施过程中存在征地困难，导致注浆成本相对较高。因此亟需一种地面征地面积较小的地面集中布置注浆充填方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明实施例提出一种采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法的征地面积较小。

3、本发明实施例的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法包括以下步骤：步骤1：根据煤矿地质条件和采空区分布区域，在采空区上方实施钻进主管道；步骤2：确定主管道需要开设的一开钻孔组参数，所述一开钻孔组参数包括该一开钻孔组的设置区域、该一开钻孔组内多个一开钻孔中每一者与水平方向的夹角和终孔位置，实施钻进该一开钻孔组内的多个一开钻孔；步骤3：确定每个一开孔对应的二开钻孔参数，其中，每个所述二开钻孔的参数包括该二开钻孔与水平方向的夹角和终孔位置，在每个所述一开钻的终孔位置实施钻进所述二开钻孔，多个二开钻孔呈放射状钻入采空区内；步骤4：在所述主管道、所述一开钻孔和所述二开钻孔中布设注浆管道，所述注浆管道为泵送充填浆液的管路，以向采空区实施注浆充填操作。

4、本发明实施例的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法通过在钻进呈放射状分散的多个二开钻孔，使多个二开钻孔的终孔开口均匀的分散在采空区内，保证注浆的均匀性。并且与多个二开钻孔相连的多个一开钻孔成簇状分布，相较相关技术中竖直向下钻进分支通道，大大减小了地面钻孔的占地面积。因此，本发明实施例的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法具有征地面积较小的优点。

5、由此，本发明实施例的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法具有征地面积较小的优点。

6、在一些实施例中，所述步骤1还包括：采用高密度电法和/或三维激光扫描仪对采空区进行探测；设置的所述主管道位于所述采空区的正上方。

7、在一些实施例中，所述步骤3还包括：在所述一开钻孔钻进第一预设距离后，收集岩石碎屑判别地质分层；若进入基岩后，在一开钻孔钻内设置第一套管并且进行固井处理。

8、在一些实施例中，所述步骤2还包括：在钻进所述一开钻且钻孔穿过煤层上覆含水层时，在所述含水层与所述第一套管之间环形防水密封件。

9、在一些实施例中，所述步骤3还包括：在采空区内确定多个预设靶心，多个预设靶心在所述采空区呈阵列式设置，以覆盖采空区，多个所述靶心一一对应多个所述二开钻孔的终孔位置。

10、在一些实施例中，所述步骤3还包括：在钻孔内设置第二套管，所述第二套管包括倾斜弯头，所述倾斜弯头与所述二开钻孔的底壁面相接触，在所述第二套管内设置高压软管，高压软管的底部连接自进式钻头；利用所述自进式钻头沿套管弯头方向向与该二开钻孔对应的所述预设靶心钻进，直至钻入该预设靶心，停止钻进。

11、在一些实施例中，每个所述预设靶心的半径为10m，若与该预设靶心对应的二开钻孔终孔距离靶心小于等于10m，则为中靶。

12、在一些实施例中，所述步骤3还包括：对岩芯进行地质编录、分层和编号，并对于大于等于1m的岩层进行采样分析。

13、在一些实施例中，在对岩芯取样时，当岩层厚度大于等于1m且小于10m时，每层收集的所述岩样大于等于一组；当岩层厚度大于等于10m时，每层收集的所述岩样大于等于2组，且每个所述岩样的长度大于等于200mm。

14、在一些实施例中，所述步骤4包括：打开注浆管道的浆液进口，对采空区进行注浆操作，记录注浆量参数，并根据地层的压实特征对注浆充填的速度、充填的时间和注浆量进行调整。

技术特征：

1.一种采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤1还包括：采用高密度电法和/或三维激光扫描仪对采空区进行探测；设置的所述主管道位于所述采空区的正上方。

3.根据权利要求1或2所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤3还包括：

4.根据权利要求3所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤2还包括：在钻进所述一开钻且钻孔穿过煤层上覆含水层时，在所述含水层与所述第一套管之间环形防水密封件。

5.根据权利要求1所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤3还包括：在采空区内确定多个预设靶心，多个预设靶心在所述采空区呈阵列式设置，以覆盖采空区，多个所述靶心一一对应多个所述二开钻孔的终孔位置。

6.根据权利要求5所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤3还包括：在钻孔内设置第二套管，所述第二套管包括倾斜弯头，所述倾斜弯头与所述二开钻孔的底壁面相接触，在所述第二套管内设置高压软管，高压软管的底部连接自进式钻头；

7.根据权利要求5所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，每个所述预设靶心的半径为10m，若与该预设靶心对应的二开钻孔终孔距离靶心小于等于10m，则为中靶。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤3还包括：对岩芯进行地质编录、分层和编号，并对于大于等于1m的岩层进行采样分析。

9.根据权利要求5所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，在对岩芯取样时，

10.根据权利要求1-9中任一项所述的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，其特征在于，所述步骤4包括：打开注浆管道的浆液进口，对采空区进行注浆操作，记录注浆量参数，并根据地层的压实特征对注浆充填的速度、充填的时间和注浆量进行调整。

技术总结本发明公开了一种采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法，所述采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法包括以下步骤：根据煤矿地质条件和采空区分布区域，在采空区上方实施钻进主管道；确定主管道需要开设的一开钻孔组参数，实施钻进该一开钻孔组内的多个一开钻孔；确定每个一开孔对应的二开钻孔参数，在每个所述一开钻的终孔位置实施钻进所述二开钻孔，多个二开钻孔呈放射状钻入采空区内；在所述主管道、所述一开钻孔和所述二开钻孔中布设注浆管道，所述注浆管道为泵送充填浆液的管路，以向采空区实施注浆充填。本发明的采空区定向钻孔簇式集中布置注浆充填方法的征地面积较小。技术研发人员：赵文华,于健浩,刘鹏亮,任艳芳,吕华文,陈金宇,刘畅,朱卓宇受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26