一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法与流程

1.本发明涉及含水层注浆改性检测技术领域，具体是一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法。


背景技术：

2.我国灰岩岩溶面积大，分布广，面积大约有2mkm2，约占全国总面积的五分之一。这些地区也正是重要的煤产地。有60％的煤矿不同强度地受到底板岩溶承压水的威胁，受水害的面积和严重程度均居世界各主要采煤国家的首位。在长期大规模的开发中，浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度也越来越大。目前，不少矿井已进入深部开采，最深的已将近1500m。煤层底板承受岩溶承压水的压力很大，水压值已达到2.0～6.5mpa。另外，煤层与其下伏的灰岩岩溶含水层之间的隔水层厚度一般只有10～20m，最大可达50～60m，突水的机率大增，淹井的事故也逐年上升。
3.因此煤矿区的含水层通常需要进行改性作业来确保煤矿的正常开采，改性作业中注浆为使用最多的途径，注浆需要进行结果检测，以此来判断改性作业是否合格，判断煤矿是否可以正常开采，目前的检测以煤层回采巷道内监控为主，不能够完整的对注浆改性作业成果进行检测分析，对后续的煤矿开采作业具有一定的安全隐患。为此，发明人综合各类因素提出了一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法，包括如下步骤：
7.s1：获取待注浆改性的含水层以及对应的煤层原始物理特征信息；
8.s2：根据待注浆改性的含水层以及对应的煤层原始物理特征信息，将待注浆改性的含水层划分检测单元区域和检测等级；
9.s3：根据检测单元区域和检测等级，在检测单元区域内布置检测井点，并在检测井点内安装物探监测单元；
10.s4：在注浆料中加入辅助介质；
11.s5：检测井点获取检测特征信息；
12.s6：汇总分析各检测井点的检测特征信息，实时跟踪评价松散含水层注浆改性。
13.作为本发明的进一步方案：所述s1中采取物探或钻孔取芯的方式获得待注浆改性的含水层以及对应的煤层原始物理特征信息；所述原始物理特征信息包括组分、深度位置、层高以及宽度范围。
14.作为本发明的再进一步方案：所述s2中待注浆改性的含水层划分检测单元区域是以含水层形状突变位置为边界，且单个检测单元区域内含水层的体积小于100m3。
15.作为本发明的再进一步方案：所述辅助介质为着色剂。
16.作为本发明的再进一步方案：所述s3中物探监测单元为土壤含水量传感器、超声波物探仪以及摄像头；
17.土壤含水量传感器监测含水层外壁的土壤含水量，超声波物探仪监测含水层内部物质变化信息，摄像头用于捕捉辅助介质中着色剂浸入的图片信息。
18.作为本发明的再进一步方案：所述着色剂包括靓蓝以及品红的一种。
19.作为本发明的再进一步方案：所述辅助介质还包括示踪定位球，所述示踪定位球为gps定位追踪器，gps定位追踪器内置于硬质球中。
20.作为本发明的再进一步方案：所述s3中所述检测井点底部钻设有检测孔，检测孔中插入电热丝，物探监测单元还包括空气湿度传感器，空气湿度传感器监测电热丝发热含水层水分蒸发后空气湿度变化信息辅助监测注浆改性。
21.作为本发明的再进一步方案：所述检测孔包括竖直检测孔、倾斜检测孔或水平检测孔。
22.作为本发明的再进一步方案：还包括s7：注浆改造完成后，根据检测单元区域和检测等级并布置钻芯取样点，钻芯取样分析。
23.与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的有益效果：
24.1、本发明提供一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法，本发明中通过该检测方法，可以对含水层注浆后的注浆层覆盖面、厚度以及对煤层顶板进行全面的检测，综合其检测数据，可以全面有效的对注浆改性作业成果进行分析，更加精细化精确化；
25.2、本发明中该检测方法与注浆作业同步进行，能够完整的获取整个注浆作业流程数据，且检测方式简单易行，检测结果稳定可靠。
附图说明
26.图1为一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法中实施例一的流程示意图。
27.图2为一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法中实施例二的流程示意图。
具体实施方式
28.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
29.实施例一，请参阅图1，一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法，包括如下步骤：
30.s1：获取待注浆改性的含水层以及对应的煤层原始物理特征信息，采取物探或钻孔取芯的方式获得待注浆改性的含水层以及对应的煤层原始物理特征信息；所述原始物理特征信息包括组分、深度位置、层高以及宽度范围；
31.s2：根据待注浆改性的含水层以及对应的煤层原始物理特征信息，将待注浆改性的含水层划分检测单元区域和检测等级，待注浆改性的含水层划分检测单元区域是以含水层形状突变位置为边界，且单个检测单元区域内含水层的体积小于100m3；
32.s3：根据检测单元区域和检测等级，在检测单元区域内布置检测井点，并在检测井点内安装物探监测单元，物探监测单元为土壤含水量传感器、超声波物探仪以及摄像头；
33.土壤含水量传感器监测含水层外壁的土壤含水量，超声波物探仪监测含水层内部物质变化信息，摄像头用于捕捉辅助介质中着色剂浸入的图片信息；
34.检测井点底部钻设有检测孔，检测孔中插入电热丝，物探监测单元还包括空气湿度传感器，空气湿度传感器监测电热丝发热含水层水分蒸发后空气湿度变化信息辅助监测注浆改性，检测孔包括竖直检测孔、倾斜检测孔或水平检测孔；
35.s4：在注浆料中加入辅助介质，辅助介质为着色剂，着色剂包括靓蓝以及品红的一种，辅助介质还包括示踪定位球，所述示踪定位球为gps定位追踪器，gps定位追踪器内置于硬质球中；
36.s5：检测井点获取检测特征信息；
37.s6：汇总分析各检测井点的检测特征信息，实时跟踪评价松散含水层注浆改性；
38.s7：注浆改造完成后，根据检测单元区域和检测等级并布置钻芯取样点，钻芯取样分析。
39.实施例二，请参阅图2，一种煤矿松散含水层注浆改造检测方法，包括如下步骤：
40.s10：利用瞬变电磁法和直流电法对采矿区含水层进行物探，在钻取注浆孔同时钻取检查孔，检查孔数量不低于注浆孔数量的20％，检查孔优先布置在构造密集发育地段、含水层相对富水区以及注浆改性相对薄弱区，含水层相对富水区指水深较大的区域，注浆改性相对薄弱区指地形起伏大以及注浆困难的区域，同时在煤层回采巷道内布置检测仪器与传感器，对垮落带和导水裂缝带加密布设；
41.s20：含水层改性作业完成后，从检查孔下吊无人潜航器至含水层探测含水层剩余水深以及扫描水底地形，无人潜航器使用绳索下吊并全程保持连接，无人潜航器自带照明，完成后回收并获取数据；
42.s30：根据钻孔、注浆前后的地下水观测数据以及检测仪器数据，绘制历时曲线图，结合无人潜航器获取数据、改造区域较近的出水点、观测孔资料进行综合对比分析，通过计算机分析获取改性作业成果。
43.煤层回采巷道内布置检测仪器与传感器，检测仪器包括变形监控仪、拾音器、动态追踪器以及无人巡检车，变形监控仪监控回采巷道顶板的变形，拾音器则采集巷道内声音，获取顶板变形声音以及裂缝扩大声音，动态追踪器则识别垮落掉落物，配合变形监控仪和拾音器对回采巷道进行结构安全监控，无人巡检车根据现场具体情况进行选择，用于进一步强化对巷道的情况监控；
44.注浆的浆液中添加有30％浓度的硅酸钠水溶液，注浆钻孔包括竖直钻孔、钻孔造斜段和贴合含水层底部的水平钻孔。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。