底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺的制作方法

1.本发明涉及地下工程注浆堵水技术领域，尤其涉及一种底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺，适于地下工程领域应用。


背景技术：

2.当今地下工程注浆堵水技术领域尚存不少防治问题，其中针对底板含水层注浆改造是主要的防治措施之一，如中国专利cn 110486022 b公开了基于定向钻的底板含水层注浆工艺及井下、地面定向钻确定方法，通过施工定向钻并通过钻孔注浆封堵底板含水层；cn 209163873 u、cn 208953189 u和cn 206668252 u公开了不同的底板水害监测装置级系统；cn 104712286 u公开了根据底板含水层单孔放水试验确定富水钻孔和非富水钻孔，富水孔进行注浆、非富水钻孔直接封孔的工艺；cn 104929657 a公开了一种底板含水层注浆系统，包括地面注浆设备和井下接力站等组成；cn 101608552 a公开了一种从矿层(煤层)内巷道施工下向大倾角钻孔穿过底部隔水层后进入底部隔水层，并向隔水层注浆加固的工艺或方法；cn 103742172 a公开了一种两次钻孔两次封堵突水点的方法。
3.综上所述，现有技术没有专门针对直接底板含水进行先堵后泄的工艺与方法。
4.为此研发一种投资少、成本低、适应性强、对环境友好的底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺就显得尤为迫切。


技术实现要素：

5.本发明的任务是为了克服现有工艺的不足，提供一种底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺，将前期注浆堵水和后期低位泄水相结合，可使水位降至开采矿层标高以下，实现在无地下水影响下安全采矿。
6.本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
7.本发明的底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺，针对矿层和底板均为含水层、顶板为隔水层的矿体，在矿体内采用超前注浆工艺施工中段运输巷、中段回风巷及两侧切割上山圈定待采矿块，在矿块走向中央底板导水破坏带以下采用超前注浆工艺施工一条措施上山，在措施上山内施工水平和下向孔向两侧注浆形成垂向隔水层，在中段运输巷、中段回风巷及两侧切割上山内施工下向孔进入垂向隔水层、施工上向孔进入顶板并注浆形成水平向隔水岩柱，所述垂向隔水层、水平向隔水岩柱和矿层隔水顶板共同构成待采矿块隔水结构，实现待采矿块与外界无水力联系，有效隔水，再在所述措施上山施工上向泄水孔对待采矿块及导水破坏带进行低位泄水将水位降至开采标高以下，通过两侧切割上山安全开采待采矿块。
8.本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
9.(1)实现了精准注浆堵水，提高了注浆堵水安全可靠性；
10.(2)先堵水后泄水，能确保矿层在无水影响下安全采矿。
附图说明
11.图1是根据本发明提出的一种底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺垂向布置示意图。
12.图2为图1所示底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺平面布置示意图。
13.附图中各标识符号分别表示：
14.1.矿体 2.切割上山 3.措施上山 4.巷道超前注浆体 5.垂向隔水层 6.水平向隔水岩柱 7.泄水孔 8.中段回风巷 9.中段运输巷 10.泄水措施巷 11.隔水顶板 a.一步骤矿块 b.二步骤矿块 h1.导水破坏带高度 h2.垂向隔水层厚度 h3.水平向隔水岩柱宽度
15.以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
16.如图1
‑
2所示，本发明的底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺，针对矿层和底板均为含水层、顶板为隔水层的矿体(1)，在矿体(1)内采用超前注浆工艺施工中段运输巷(9)、中段回风巷(8)及两侧切割上山圈定待采矿块，在矿块走向中央底板导水破坏带以下采用超前注浆工艺施工一条措施上山(3)，在措施上山(3)内施工水平和下向孔向两侧注浆形成垂向隔水层(5)，在中段运输巷(9)、中段回风巷(8)及两侧切割上山内施工下向孔进入垂向隔水层(5)、施工上向孔进入顶板并注浆形成水平向隔水岩柱(6)，所述垂向隔水层(5)、水平向隔水岩柱(6)和矿层隔水顶板(11)共同构成待采矿块隔水结构，实现待采矿块与外界无水力联系，有效隔水，再在所述措施上山(3)施工上向泄水孔(7)对待采矿块及导水破坏带进行低位泄水将水位降至开采标高以下，通过两侧切割上山(2)安全开采待采矿块。
17.本发明的工艺可以进一步是：
18.所述两侧切割上山(2)除本矿块使用外，兼作相邻矿块切割上山(2)；
19.所述措施上山(3)一侧接入开拓系统作为排水通道，另一侧为独头巷；
20.所述导水破坏带高度(h1)、垂向隔水层厚度(h2)、水平向隔水岩柱宽度(h3)均经岩石力学及水文计算确定。
21.下面结合具体实施例对本发明具体实施方式进一步说明。
22.本实施例参照图1
‑
2，矿体平均厚度4m、平均倾角15
°
，顶板为隔水层，底板和矿层均为含水层，水头压力约1mpa，中段段高40m即中段回风巷(8)、中段运输巷(9)垂高差40m、走向长度100m即一、二步骤矿块(a、b)宽度100m划分矿块，为了安全开采，中段回风巷(8)、中段运输巷(9)、切割上山(2)、泄水措施巷(10)和措施上山(3)均采用超前注浆工艺对巷道开挖区域及外围进行注浆堵水形成巷道超前注浆体(4)后再掘进施工，完成上述巷道和巷道超前注浆体(4)，通过措施上山(3)向下和两侧施工注浆孔注浆形成垂向隔水层(5)，并通过两侧切割上山(2)、中段回风巷(8)和中段运输巷(9)施工上向和下向孔注浆形成水平向隔水岩柱(6)，所述垂向隔水层(5)、水平向隔水岩柱(6)和矿层隔水顶板(11)共同构成待采矿块隔水结构，实现待采矿块与外界无水力联系、实现有效堵水(隔水)。
23.在一步骤矿块(a)两侧二步骤矿块(b)范围内各施工一条措施上山(3)、切割上山(2)并借助一步骤矿块(a)两侧切割上山(2)完成两侧二步骤矿块(b)回采。
24.本实施例中，导水破坏带高度(h1)为10m，垂向隔水层厚度(h2)为12m，水平向隔水岩柱宽度(h3)为8m。
25.上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺，其特征在于针对矿层和底板均为含水层、顶板为隔水层的矿体(1)，在矿体(1)内采用超前注浆工艺施工中段运输巷(9)、中段回风巷(8)及两侧切割上山圈定待采矿块，在矿块走向中央底板导水破坏带以下采用超前注浆工艺施工一条措施上山(3)，在措施上山(3)内施工水平和下向孔向两侧注浆形成垂向隔水层(5)，在中段运输巷(9)、中段回风巷(8)及两侧切割上山内施工下向孔进入垂向隔水层(5)、施工上向孔进入顶板并注浆形成水平向隔水岩柱(6)，所述垂向隔水层(5)、水平向隔水岩柱(6)和矿层隔水顶板(11)共同构成待采矿块隔水结构，实现待采矿块与外界无水力联系，有效隔水，再在所述措施上山(3)施工上向泄水孔(7)对待采矿块及导水破坏带进行低位泄水将水位降至开采标高以下，通过两侧切割上山(2)安全开采待采矿块。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是所述两侧切割上山(2)除本矿块使用外，兼作相邻矿块切割上山(2)。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征是所述措施上山(3)一侧接入开拓系统作为排水通道，另一侧为独头巷。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征是所述导水破坏带高度(h1)、垂向隔水层厚度(h2)、水平向隔水岩柱宽度(h3)均经岩石力学及水文计算确定。

技术总结
本发明涉及一种底板含水层先堵后泄堵水及采矿工艺，针对矿层和底板均为含水层、顶板为隔水层的矿体，在矿体内采用超前注浆工艺施工中段运输巷、中段回风巷及两侧切割上山圈定待采矿块，在矿块走向中央底板导水破坏带以下采用超前注浆工艺施工一条措施上山，在措施上山内施工水平和下向孔向两侧注浆形成垂向隔水层，在中段运输巷、中段回风巷及两侧切割上山内施工下向孔进入垂向隔水层、施工上向孔进入顶板并注浆形成水平向隔水岩柱，所述垂向隔水层、水平向隔水岩柱和矿层隔水顶板共同构成待采矿块隔水结构，实现待采矿块与外界无水力联系，再在所述措施上山施工上向泄水孔对待采矿块及导水破坏带进行低位泄水将水位降至开采标高以下，通过两侧切割上山安全开采待采矿块。它具有精准注浆堵水、确保矿层在无水影响下安全采矿等优点。下安全采矿等优点。下安全采矿等优点。


技术研发人员：邹保春 彭云
受保护的技术使用者：紫金矿业集团股份有限公司
技术研发日：2021.09.13
技术公布日：2021/12/2