一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法与流程

技术特征：
1.一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，煤炭开采后对修复区划分；步骤二，布置并实施排水板；步骤三，获取修复区的土层参数；步骤四，土层中埋设传感器组；步骤五，修复区密封；步骤六，计算裂隙闭合的沉降量；步骤七，开始真空预压并监测总沉降；步骤八，部分抽出的水混合固化材料注入土层；步骤九，监测土层种含水率；步骤十，达到结束标准结束真空预压；步骤十一，撤回装置并封填排水板产生的空间；步骤十二，循环完成所有分区的修复；步骤十二，隔水土层修复完成。2.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤一中，煤炭开采后对修复区进行区域划分，形成多个待修复的分区；区域划分方法为相邻两条主要地表裂缝的中点为分界线划分，主要地裂缝是指地表裂缝深度大于1m的裂缝；步骤二中，在分区内布置并实施排水板，实施排水板实施过程中揭露到隐伏裂隙时，外移1～2m，直到未揭露到隐伏裂缝为止；相邻排水板之间间距在1～5m；步骤三中，在分区内获取黄土有关参数；钻探得到采煤后土层厚度h，并取样测试土层初期含水率b，对比采煤前后钻孔柱状图得到土层碎胀系数a；并获取黄土样品；步骤四中，在分区内土层中埋设含水率传感器组，每组传感器3个以上，在垂向上均匀分布，在平面上距离排水板0.5～2.5m。3.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤五中，在分区内地表或地下一定深度采用聚乙烯材料密封，除留设公知的真空泵接口外，还在密封材料上预留注水接口；注水接口数量与排水板相同，并一一对应，对应的注水接口和排水板距离小于2m；地表或地下水一定深度是指当砂层厚度小于5m则直接在地面密封，若大于5m则开挖保留5m以内的砂层上密封。4.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤六中，计算分区内土层裂隙闭合产生的沉降量s1，s1＝(a-1)
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h；步骤七中，通过真空泵抽真空开始对分区内土层加压，同时监测区内的沉降量s2；区内沉降量的监测至少为3个点，取平均值为s2。5.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤八中，在分区内开始真空加压，抽出的土层中的水，并通过步骤五预留的
注水接口再次注入20％～60％，并在抽出的水中添加固化材料，材料为巨大芽孢杆菌和营养液，营养液为氯化钙和尿素；其中，菌液和营养液的质量比为1:1～1:2，氯化钙和尿素的质量比为1:1。6.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤九中，通过步骤四埋设的含水率传感器对土层含水率进行监测，监测频率在1次每半小时～1次每4小时，使得最终土层含水率c。7.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤十中，分区内真空预压到达结束标准结束真空预压；真空预压结束的标准是：s2＝95％～105％(s1 s3)，其中s3为土层固结产生的沉降，依据初期含水率b、最终土层含水率c和固结时间，利用步骤三获取的黄土有在室内仿真实验在上覆压力下模拟获取，其中上覆压力通过钻孔柱状图揭露地层和密度计算获取。8.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤十一中，撤出分区内真空预压的装置并对步骤二排水板产生的空间，采用水泥黏土浆回填密封。9.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤十二中，在步骤一划分的每一个区内，循环步骤二到步骤十一，直到采煤破坏的隔水土层得到修复。10.根据权利要求1所述的一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，其特征在于，步骤十三中，隔水土层修复后，通过大气降水和地下水补给生态潜水逐步恢复后，在地表完善生态系统，实现保水采煤。

技术总结
本发明涉及采矿工程领域，具体涉及一种薄砂层覆盖区真空预压修复采煤破坏的隔水土层方法，采用真空预压技术使得裂隙在固结力作用下趋于愈合。同时通过地表注入的水和固化材料，由于裂隙导水作用会进一步使得裂隙弥合和固化。相比较传统的真空预压技术，本次在分区上回避大型裂隙，防止抽真空时无法抽取更多的地下水。在结束标准上，由于本次沉降由两种沉降构成，一种是土层裂隙闭合，另一种是土层固结压缩，因此为达到土层闭合的目的，排除室内仿真实验获取固结压缩量后，总的沉降量控制就有了标准。有了标准。有了标准。


技术研发人员：李涛 蒋泽泉 范立民 高颖
受保护的技术使用者：六盘水师范学院
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/4/5