一种煤层顶板堵水和地表减沉治理方法与流程

技术特征：
1.一种煤层顶板堵水和地表减沉治理方法，其特征在于，包括如下步骤：对采矿区域进行地层勘察，包括对位于地表层下方的第四系含水层、风化基岩含水层及导水裂隙带的位置、厚度、水分布情况进行勘察，确定所述导水裂隙带发育至所述风化基岩含水层内，且存在第四系含水层向风化基岩含水层的越流补给；其中，所述风化基岩含水层位于所述第四系含水层下方；以劈裂注浆的方式，向所述第四系含水层与所述风化基岩含水层的交界面处注入第一浆液，直至符合第一预设条件，停止注入第一浆液，待所述第一浆液凝固后，形成第一隔水垫层；从所述地表层向下施工曲线分支钻孔，所述曲线分支钻孔的顶部位于所述化基岩含水层内，所述曲线分支钻孔的底部位于所述导水裂隙带的顶部或顶部下方，以下行注浆的方式，向所述曲线分支钻孔内注入第二浆液，直至符合第二预设条件，停止注入第二浆液，待所述第二浆液凝固后，形成第二隔水垫层；以上行注浆的方式，在所述第一隔水垫层的顶部继续注入第三浆液，直至符合第三预设条件，停止注入第三浆液，待所述第三浆液凝固后，形成第三隔水垫层，所述第三隔水垫层位于所述第一隔水垫层的顶部。2.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，所述第一浆液的注浆压力大于等于所述第四系含水层与所述风化基岩含水层的交界面的垂向应力。3.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，在所述劈裂注浆之前，从所述地表层向下施工垂直钻孔，所述垂直钻孔的底部位于所述第四系含水层与所述风化基岩含水层的交界面处，向所述垂直钻孔内注入所述第一浆液，所述垂直钻孔的底部与所述曲线分支钻孔的顶部连通。4.根据权利要求3所述的治理方法，其特征在于，所述垂直钻孔和所述曲线分支钻孔均设有多个，每一所述垂直钻孔与至少两个所述曲线分支钻孔连通，两个所述曲线分支钻孔以对应的垂直钻孔的中心轴线为轴对称分布。5.根据权利要求4所述的治理方法，其特征在于，所述第一浆液和第二浆液的扩散半径均大于等于20m，相邻所述垂直钻孔之间的间距小于等于30m。6.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，所述第三预设条件为：所述第三浆液的总注浆量的计算公式为：q＝a
·
s
·
h
·
ξ/k；其中，q为第三浆液的总注浆量；a为不均匀扩散损失系数；s为第一隔水垫层顶部的面积，m2；h为地表层下沉量，m；k为第三浆液结石率；ξ为第三隔水垫层的压缩变形系数。7.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，所述第一浆液的粘度小于所述第三浆液的粘度。8.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，所述第一浆液的粘度小于50mpa
·
s且颗粒粒径小于60μm；和/或，所述第三浆液的粘度为50～70mpa
·
s且颗粒粒径小于60μm。9.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，所述第一浆液的流动性小于所述第二浆液，所述第一浆液的凝固速度小于所述第二浆液的凝固速度。10.根据权利要求1所述的治理方法，其特征在于，所述第一浆液包括如下组分：水和水泥；和/或，所述第二浆液包括如下组分：水泥、粉煤灰、膨润土、粒径为1～5mm的细砂和水；和/或，所述第三浆液包括如下组分：水、水泥和粉煤灰。

技术总结
本申请提供一种煤层顶板堵水和地表减沉治理方法，包括：对采矿区域进行地层勘察；以劈裂注浆的方式，向第四系含水层与风化基岩含水层的交界面处注入第一浆液，形成第一隔水垫层；以下行注浆的方式，向曲线分支钻孔内注入第二浆液，形成第二隔水垫层；以上行注浆的方式，在第一隔水垫层的顶部继续注入第三浆液，形成第三隔水垫层。通过第一隔水垫层切断第四系含水层向风化基岩含水层的垂向补给；通过第二隔水垫层，实现对采后顶板的导水裂隙带内的导水通道进行封堵；通过在第三隔水层，提高总垫层高度，对煤层开采造成的地表变形进行治理，综合三次注浆操作，对矿井顶板水害防治及地表变形进行综合有效的治理，保护地下水资源。源。源。


技术研发人员：曾一凡 杨维弘 武强 华照来 王路 庞凯 杨国庆 包函 张志豪
受保护的技术使用者：陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
技术研发日：2022.07.04
技术公布日：2022/11/18