一种邻位注浆充填滞后距离确定方法技术

本发明专利技术公开了一种邻位注浆充填滞后距离确定方法，具体按照如下步骤进行；步骤1，获取参数：采空区浆体最大扩散半径、采空区推进位置距压实区距离、钻孔长度、注浆速度、浆体扩散距离达到最大扩散半径时的注浆量；步骤2，根据获取的参数计算邻位注浆充填滞后距离；根据经验公式获取采空区垮落高度；通过实验室注浆充填采空区流动扩散试验获取浆体的自流坡度；计算浆液不回流至工作中面的最小滞后距离，注浆位置不处于重新压实区的最大滞后距离。本发明专利技术通过理论推导和实验室实验，给出了浆体充填滞后距离的确定方法；该计算方法设计较为合理，计算结果较为准确，在一定程度上对完善浆体邻位充填技术具有重要意义。位充填技术具有重要意义。位充填技术具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种邻位注浆充填滞后距离确定方法


[0001]本专利技术属于矿山固废处置绿色处理
，具体涉及一种邻位注浆充填滞后距离确定方法。

技术介绍

[0002]煤炭作为我国的主体能源和重要原料，在我国能源安全保障上具有“压舱石”的基础性和主体性作用，随着煤炭资源的大规模开发与生产，其产生的煤矸石等固废材料带来的环境问题也日益严重，随着国家对环保问题的严格把控，矿山固废处理成为了亟待解决的问题。矸石浆体充填技术作为一种大规模矸石处理手段，其拥有处理能力大不干扰生产等优点，逐渐在一些大型矿井开始应用。
[0003]浆体邻位充填作为浆体充填开采技术的一种布置方式，其通过邻位巷道向采空区注浆。当钻孔滞后距离过小时，会导致浆体回流至工作面影响生产；滞后距离过大时，会导致注浆位置处于采空区重新压实区，注浆效果差。因此，注浆钻孔滞后距离的确定是浆体邻位充填技术实现煤矸石安全、高效处理的重要基础。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种邻位注浆充填滞后距离确定方法，解决了目前煤矿的浆体邻位充填作业中因浆体回流至工作面影响生产，以及注浆效果较差的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是；
[0006]一种邻位注浆充填滞后距离确定方法，具体按照如下步骤进行；
[0007]步骤1，获取参数，参数包括采空区浆体最大扩散半径r、采空区推进位置距压实区距离L1、钻孔长度L2、注浆速度v2、浆体扩散距离达到最大扩散半径r时的注浆量Q2；
[0008]步骤2，根据所获取的参数计算邻位注浆充填滞后距离L，邻位注浆充填滞后距离的计算公式如下：
[0009][0010]式中，a为充填完毕浆液不回流至工作中面的最小滞后距离，b为充填完毕注浆位置不处于重新压实区的最大滞后距离；
[0011]步骤21，根据经验公式获取采空区垮落高度h1，计算得注浆终孔高度H＝h1‑
h；h为钻孔距裂隙带安全距离，取值范围1.5
‑
3m；
[0012]步骤22，通过实验室注浆充填采空区流动扩散试验获取浆体的自流坡度α，取值范围5
‑
15
°
；
[0013]步骤23，采空区浆体扩散半径r计算公式如下：
[0014]r＝H
×
cosα/sin(α+γ)；
[0015]式中，γ为煤层倾角，当工作面仰采时γ为正，俯采时γ为负；
[0016]步骤24，浆液不回流至工作中面的最小滞后距离a，注浆位置不处于重新压实区的
最大滞后距离b计算公式如下：
[0017]a＝r－(L2/v1+Q2/v2)
×
v＝H
×
cosα/sin(α+γ)－(L2/v1+Q2/v2)
×
v；
[0018]b＝L1－(Q1/v2+L2/v1)
×
v；
[0019]式中，v1为钻孔速度、v为工作面推进速度、Q1为设计单孔注浆量；
[0020]步骤25，将a、b带入邻位注浆充填滞后距离的计算公式，可得：
[0021][0022]本专利技术的特点还在于；
[0023]步骤1中，采空区推进位置距压实区距离L1根据现场监测结果确定。
[0024]步骤1中，钻孔长度L2计算公式如下：
[0025]L2＝(M+L3)/COSβ；
[0026]式中，M为煤柱宽度、L3为弧形三角块长度，β为钻孔与水平面夹角。步骤1中，注浆速度v2计算公式如下：
[0027]v2＝v
j
×
S
×
ρ；
[0028]式中，v
j
为浆体流速，S为注浆管道横截面积，ρ为浆体密度。
[0029]浆体流速v
j
根据浆体环管输送试验确定，浆体流速v
j
的取值范围控制为1.4
‑
2.3m/s。
[0030]步骤1中，浆体扩散距离达到扩散最大半径r时的注浆量Q2的获取具体包括以下步骤：
[0031]步骤11，设计实验室注浆充填采空区流动扩散试验，设计注浆量为q1，监测试验中扩散距离达到扩散最大半径r时的注浆量q2；
[0032]步骤12，根据所获取的参数计算浆体扩散距离达到扩散最大半径r时的注浆量Q2，计算公式如下：
[0033]Q2＝Q1×
q2/q1；
[0034]监测浆体最大扩散半径时，当浆体堆积高度超过1cm开始计算。
[0035]步骤2中，当计算结果为a＞b时，调整注浆终孔高度H，使a＝L＝b。
[0036]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种矸石井下邻位浆体充填滞后距离的确定方法，通过实验室试验、理论推导计算等方法获取采空区浆体最大扩散半径、采空区推进位置距压实区距离等技术参数，综合考虑注浆孔位置不能位于采空区重新压实区影响充填效果且浆液不能回流至工作面影响生产两个因素，给出了浆体充填滞后距离的确定方法。本专利技术的计算方法较为合理，计算结果较为准确，对完善浆体邻位充填技术具有一定的实用意义。
附图说明
[0037]图1是本专利技术一种邻位注浆充填滞后距离确定方法中邻位钻孔注浆充填剖面图；
[0038]图2是本专利技术一种邻位注浆充填滞后距离确定方法中倾斜煤层浆体扩散的示意图；
[0039]图3是本专利技术一种邻位注浆充填滞后距离确定方法中注浆钻孔布置的示意图；
[0040]图4是本专利技术一种邻位注浆充填滞后距离确定方法中最大扩散半径采空区浆体的
分布示意图；
[0041]图5是本专利技术一种邻位注浆充填滞后距离确定方法中注浆结束采空区浆体的分布示意图。
具体实施方式
[0042]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术一种邻位注浆充填滞后距离确定方法进行进一步详细说明。
[0043]一种邻位注浆充填滞后距离确定方法，包括以下步骤：
[0044]步骤1，获取参数，所述参数包括采空区浆体扩散半径r、采空区推进位置距压实区距离L1、钻孔长度L2、注浆速度v2、浆体扩散距离达到最大扩散半径r时的注浆量Q2；
[0045]如图3
‑
图5所示，步骤2，根据所获取的参数计算邻位注浆充填滞后距离L，邻位注浆充填滞后距离的计算公式如下：
[0046][0047]a＝r－(L2/v1+Q2/v2)
×
v＝H
×
cosα/sin(α+γ)－(L2/v1+Q2/v2)
×
v；
[0048]b＝L1－(Q1/v2+L2/v1)
×
v；
[0049]式中，a为充填完毕浆液不回流至工作中面的最小滞后距离、b为充填完毕注浆位置不处于重新压实区的最大滞后距离、v1为钻孔速度、v为工作面推进速度、Q1为设计单孔注浆量。
[0050]a＝r－(L2/v1+Q2/v2)
×
v＝H本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种邻位注浆充填滞后距离确定方法，其特征在于，具体按照如下步骤进行；步骤1，获取参数，所述参数包括采空区浆体最大扩散半径r、采空区推进位置距压实区距离L1、钻孔长度L2、注浆速度v2、浆体扩散距离达到最大扩散半径r时的注浆量Q2；步骤2，根据所获取的参数计算邻位注浆充填滞后距离L，邻位注浆充填滞后距离的计算公式如下：式中，a为充填完毕浆液不回流至工作中面的最小滞后距离，b为充填完毕注浆位置不处于重新压实区的最大滞后距离；步骤21，根据经验公式获取采空区垮落高度h1，计算得注浆终孔高度H＝h1‑
h；h为钻孔距裂隙带安全距离，取值范围1.5
‑
3m；步骤22，通过实验室注浆充填采空区流动扩散试验获取浆体的自流坡度α，取值范围5
‑
15
°
；步骤23，采空区浆体扩散半径r计算公式如下：r＝H
×
cosα/sin(α+γ)；式中，γ为煤层倾角，当工作面仰采时γ为正，俯采时γ为负；步骤24，浆液不回流至工作中面的最小滞后距离a，注浆位置不处于重新压实区的最大滞后距离b计算公式如下：a＝r－(L2/v1+Q2/v2)
×
v＝H
×
cosα/sin(α+γ)－(L2/v1+Q2/v2)
×
v；b＝L1－(Q1/v2+L2/v1)
×
v；式中，v1为钻孔速度、v为工作面推进速度、Q1为设计单孔注浆量；步骤25，将a、b带入邻位注浆充填滞后距离的计算公式，可得：2.根据权利要求1所述的一种邻位注浆充填滞后距离确定方法，其特征在于，步骤1中，采空区推进...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，古文哲，徐凯，张鹏，吴玉意，宋天奇，刘治成，张新福，潘浩，李超，刘成勇，孙俊彦，李娟，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：