申请/专利权人：西安科技大学

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117722179A

主分类号：E21C41/18

分类号：E21C41/18;E21B49/00;E21B25/00;E21B7/04;E21C37/12;E02D19/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：本发明公开了一种基于卸压裂隙注浆再造防冲隔水层的保水防冲采煤方法，包括步骤：一、勘探采矿区地层信息；二、岩芯制样并测试采矿区地层各层的物理力学参数；三、对厚硬砂岩层进行分层；四、对采矿区进行多组定向钻孔；五、水力致裂卸压；六、构筑防冲隔水层；七、构筑裂隙隔水层；八、保水防冲高效采煤。本发明在采前煤层上覆厚硬砂岩层的分层预裂，将煤层上覆原有硬厚砂岩层变成防冲隔水层，解决了煤炭开采过程中因厚硬砂岩层引发的冲击问题，避免了注浆封堵过程中浆液的大量流失、浪费，实现了覆岩含水层的原位保护，卸压致裂和注浆封堵均采用同一钻孔，对煤炭开采过程中的动力灾害和透水灾害进行防治，实现一孔两用、两灾一治的良好效果。

主权项：1.一种基于卸压裂隙注浆再造防冲隔水层的保水防冲采煤方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、勘探采矿区地层信息：基于所在矿区的水文地质勘探报告和钻孔柱状图进行采矿区地层覆岩结构特征分析，确定采矿区地层信息，所述采矿区地层信息包括地表植被1以下的表土层2、松散透水层3、潜水含水层4、粘土隔水层5、承压含水层6、泥岩隔水层7、厚硬砂岩层8、粉质砂岩层9、砂岩基本顶10、泥岩直接顶11以及煤层12的空间赋存位置和厚度；步骤二、岩芯制样并测试采矿区地层各层的物理力学参数：现场钻孔取得岩芯制样，对岩芯试样测试，获取采矿区地层各层的物理力学参数，所述物理力学参数包括容重、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、含水率、渗透特性；步骤三、对厚硬砂岩层进行分层：根据厚硬砂岩层8的空间赋存位置和厚度，对厚硬砂岩层8进行分层，所述厚硬砂岩层8包括上砂岩分层81和下砂岩分层82；步骤四、对采矿区进行多组定向钻孔：自地面施工多组定向钻孔14，其中，定向钻孔14包括定向钻孔垂直段141和多个均与所述定向钻孔垂直段141连通的定向钻孔水平段142，定向钻孔垂直段141由地面施工至覆岩硬厚砂岩层8，定向钻孔水平段142施工于上砂岩分层81和下砂岩分层82内，定向钻孔水平段142平行于采煤工作面推进方向；步骤五、水力致裂卸压：通过临时注水泵站15、移动式水泵车16、地面输水管17、高压注水管19和水流压射管20向上砂岩分层81和下砂岩分层82注入水力致裂剂，对上砂岩分层81和下砂岩分层82进行致裂卸压，使上砂岩分层81和下砂岩分层82中均形成卸压裂隙21；步骤六、构筑防冲隔水层：在煤层开采前30天通过地面注浆站25和注浆管26对下砂岩分层82注入防冲减震浆27，将下砂岩分层82通过注浆改性为防冲隔水层29，当注浆管路中的注浆压强大于预设压强时关闭地面注浆阀门，停止注浆；步骤七、构筑裂隙隔水层：为保证防冲隔水层29的效果，在防冲隔水层29养护7天后，通过地面注浆站25和注浆管26对上砂岩分层81注入裂隙阻水浆28，将上砂岩分层81通过注浆改性为裂隙隔水层30，当注浆管路中的注浆压强大于预设压强时关闭地面注浆阀门，停止注浆；步骤八、保水防冲高效采煤：沿煤矿采区的煤层12长度方向，利用采煤机由前向后对待开采的煤层12进行回采。

全文数据：

权利要求：

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