利用地面瓦斯抽采鉆孔實現(xiàn)注漿充填的一孔兩用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注漿充填方法，尤其適用于一種煤礦井下使用的的利用地面瓦斯抽采鉆孔實現(xiàn)注漿充填的一孔兩用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦開采中，采煤將導(dǎo)致上覆巖層移動與瓦斯運移，當(dāng)它們發(fā)展到一定程度時將形成采動災(zāi)害，如地表沉(塌)陷、瓦斯涌(突)出。因此，控制巖層移動與抽采卸壓瓦斯成為采礦科技工作者需要解決的2大問題?？刂茙r層移動與抽采卸壓瓦斯本身是相逆的2個過程，即前者需要阻止巖層彎曲變形，而后者則要求巖層得到充分卸壓并產(chǎn)生采動裂隙后方可有效實施。故在傳統(tǒng)的采礦工程中，這2個問題常常被分開進(jìn)行處理，比如，通過實施覆巖隔離注漿充填減少巖層移動從而控制地表下沉，通過開采非突出煤層以卸壓上鄰近煤層，進(jìn)而利用地面鉆孔抽采上鄰煤層卸壓瓦斯。但是，在工程實踐中，許多采區(qū)與工作面常常存在上鄰煤層卸壓瓦斯抽采與地表沉陷控制的共同工程需求，如被地面建筑物(如村莊)壓覆的高瓦斯煤層群。此時，已不能將卸壓瓦斯抽采與覆巖注漿充填作為2個獨立的工程開展，而應(yīng)該考慮在同一工程中實現(xiàn)二者兼顧，但已有技術(shù)中尚不具備這樣的手段與方法，要么是僅利用地面鉆孔抽采上鄰煤層卸壓瓦斯而放棄覆巖注漿充填，要么是僅實施覆巖隔離注漿充填而不抽采卸壓瓦斯。顯然，這2種已有技術(shù)均只能實現(xiàn)單一工程目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中無法兼顧地面鉆孔抽采卸壓瓦斯與覆巖注漿充填的不足，提供一種兼顧煤層群卸壓瓦斯抽采與覆巖注漿充填、克服充填漿液與瓦斯流動干擾難題、合理配合注漿充填與瓦斯抽采時機的利用地面瓦斯抽采鉆孔實現(xiàn)注漿充填的一孔兩用方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的利用地面瓦斯抽采鉆孔實現(xiàn)注漿充填的一孔兩用方法，利用四開成孔法在采煤工作面上方的地表沿工作面布置若干個地面瓦斯鉆孔，所述四開成孔法包括:在地表下鉆形成松散層固井段，即第一開孔，在松散層固井段中安裝第1開實心套管；在松散層固井段底端向下鉆進(jìn)，直至待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層上方10m處，以形成第二開孔，所述第二開孔穿過采煤工作面覆巖的關(guān)鍵層，在第二開孔內(nèi)安裝第2開實心套管護(hù)孔；繼續(xù)鉆孔直至開采煤層以上6m處，形成第三開孔，在第三開孔中安裝花管護(hù)孔，花管頂端位于第2開實心套管底端以上10m ;繼續(xù)向下鉆進(jìn)直至開采煤層底板，形成第四開孔，第四開孔為裸孔，
其注漿充填步驟如下:
a.在采煤工作面開采過程中，取排頭第一個瓦斯鉆孔設(shè)為第1地面瓦斯鉆孔，采煤工作面前進(jìn)方向與第1地面瓦斯鉆孔1相鄰的瓦斯鉆孔設(shè)為第2地面瓦斯鉆孔，每兩個地面瓦斯鉆孔為一組，通過地面抽采裝置利用第1地面瓦斯鉆孔抽采開采煤層的上鄰近煤層中的卸壓瓦斯； b.待第1地面瓦斯鉆孔中的卸壓瓦斯抽采結(jié)束后，開始利用第2地面瓦斯鉆孔抽采卸壓瓦斯，同時，在第1地面瓦斯鉆孔的花管頂端處下入止?jié){木塞，從而將第2開實心套管內(nèi)腔與花管內(nèi)腔隔離開，并利用割刀將第2開實心套管在關(guān)鍵層與花管頂端之間的部分割出若干個環(huán)狀割口，每個割口垂直高度30mm，相鄰割口間距5m，以形成與覆巖離層區(qū)連通的通道，利用第1地面瓦斯鉆孔形成的通道對覆巖離層區(qū)實施注漿充填；
c.待第1地面瓦斯鉆孔離層注漿充填與第2地面瓦斯鉆孔中的卸壓瓦斯抽采均結(jié)束后，去除第1地面瓦斯鉆孔中的止?jié){木塞，利用第1個地面瓦斯鉆孔盡頭的第4開的裸孔對鉆孔頂部盡頭的采空區(qū)實施注漿充填，直到采空區(qū)被充填滿，注漿充填結(jié)束；
d.重復(fù)上述步驟，依次針對整個工作面內(nèi)的所有地面瓦斯鉆孔進(jìn)行卸壓瓦斯抽采與覆巖注漿充填。
[0005]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明利用地面瓦斯鉆孔實施卸壓瓦斯抽采和覆巖注漿充填，解決了傳統(tǒng)技術(shù)無法在地面瓦斯鉆孔抽采條件下實現(xiàn)覆巖注漿充填的不足，克服了充填漿液與瓦斯流動干擾難題。該方法的有益效果還在于，僅利用瓦斯抽采鉆孔便實現(xiàn)了先抽采上鄰煤層的卸壓瓦斯后對覆巖離層區(qū)實施注漿充填，能夠在解決高瓦斯煤層群條件下的上鄰近煤層瓦斯問題的同時，利用覆巖離層區(qū)和采空區(qū)內(nèi)的充填漿液有效阻止巖層與地表的移動變形，從而實現(xiàn)地表沉陷控制以及地面建筑物保護(hù)，是有效的煤礦綠色開采技術(shù)。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的采煤工作面上方地面瓦斯鉆孔布置平面示意圖；
圖2是本發(fā)明的利用地面瓦斯鉆孔實施上鄰近煤層卸壓瓦斯抽采的剖面示意圖；
圖3是本發(fā)明的利用地面瓦斯鉆孔實施覆巖離層注漿充填的剖面示意圖；
圖4是本發(fā)明的利用地面瓦斯鉆孔實施采空區(qū)注漿充填的剖面示意圖。
[0007]圖中:1 一第1地面瓦斯鉆孔；2 —第2地面瓦斯鉆孔；3 —采煤工作面；4 一地表；5 一關(guān)鍵層；6 —上鄰近煤層；7 —開采煤層；8 —采動裂隙；9 一裸孔；10 —花管；11 —第2開實心套管；12 —第1開實心套管；13 —止楽木塞；14 一割口 ；15 —瓦斯流動路徑；16 —漿液流動路徑。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步的描述:
如圖1所示，利用地面瓦斯抽采鉆孔實現(xiàn)注漿充填的一孔兩用方法，利用四開成孔法在采煤工作面3上方的地表4沿工作面3布置若干個地面瓦斯鉆孔，所述四開成孔法包括:在地表下鉆形成松散層固井段，即第一開孔，在松散層固井段中安裝第1開實心套管12 ;在松散層固井段底端向下鉆進(jìn)，直至待抽卸壓瓦斯的上鄰近煤層6上方10m處，以形成第二開孔，所述第二開孔穿過采煤工作面3覆巖的關(guān)鍵層5，在第二開孔內(nèi)安裝第2開實心套管11護(hù)孔；繼續(xù)鉆孔直至開采煤層以上6m處，形成第三開孔，在第三開孔中安裝花管10護(hù)孔，花管10頂端位于第2開實心套管11底端以上10m ;繼續(xù)向下鉆進(jìn)直至開采煤層7底板，形成第四開孔，第四開孔為裸孔9，
如圖2、圖3和圖4所示，注漿充填步驟如下: a.在采煤工作面3開采過程中，取排頭第一個瓦斯鉆孔設(shè)為第1地面瓦斯鉆孔1，沿采煤工作面前進(jìn)方向與第1地面瓦斯鉆孔1相鄰的瓦斯鉆孔設(shè)為第2地面瓦斯鉆孔2，每兩個地面瓦斯鉆孔為一組，通過地面抽采裝置利用第1地面瓦斯鉆孔1抽采開采煤層7的上鄰近煤層6中的卸壓瓦斯；
b.待第1地面瓦斯鉆孔1中的卸壓瓦斯抽采結(jié)束后，開始利用第2地面瓦斯鉆孔2抽采卸壓瓦斯，同時，在第1地面瓦斯鉆孔1