【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于注浆效果评价，涉及一种煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价的方法。
技术介绍
1、一般煤矿煤层埋藏深度较大，煤层上部多赋存有具备储水、导水性质的岩层，即为含水层，下部煤层回采后，上部岩层由于失去支撑，将在岩层自身重力及水压力等作用下发生变形破断，形成岩层裂隙，当岩层裂隙相互贯通且破坏到含水层时，含水层内的水将会沿岩层裂隙进入井下作业空间，对作业人员构成安全威胁。因此，煤矿回采过程中需要对顶板含水层水害进行防治。对于煤矿采掘影响范围内的顶板含水层水害问题，防治方法主要包括“堵”和“疏”两种途径。“堵”主要是通过阻断含水层向采掘作业空间运移的通道实现，“疏”主要是通过施工含水层超前疏放水钻孔实现。一般补给条件较差的含水层，容易通过疏放消除水害威胁。而易于接受大气降水等补给的含水层，一般难以通过疏放的方式消除水害，则需要采用“堵”的方式进行治理。可以通过地面区域超前注浆治理的方式，封堵含水层和井下作业空间之间的岩层裂隙导水通道，由于目前地面区域超前注浆治理技术尚处于探索实践阶段，缺乏治理效果验证的成熟方法。最直观的方法是通过生产期间观测井下涌水量的方式判断治理效果，但该方法具有明显滞后性，采掘过程中一旦发生异常涌水，将对工作面安全生产构成严重威胁。因此，需要探索出煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证方法，在工作面回采前验证治理效果，评价治理工程质量是否合格，从而判断治理区内工作面是否具备安全回采条件。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种煤矿顶板含水
2、本专利技术所采用的技术方案是，煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，包括以下步骤：
3、步骤1：收集煤矿顶板含水层区域的水文地质资料；
4、步骤2：在含水层与煤层之间的地层平面内，施工若干长距离水平定向治理孔并注浆，对含水层治理区域施工地面钻孔取芯，得到第一评价指标；
5、步骤3：在长距离水平定向治理孔与含水层之间的地层平面内，施工若干长距离水平定向验证孔并开展压水试验，向长距离水平定向验证孔内注浆得到第二评价指标和第三评价指标；
6、步骤4：在井下工作面朝向含水层的方向，施工探查钻孔，并对探查钻孔中的出水进行水质化验，得到第四评价指标；
7、步骤5：根据第一评价指标、第二评价指标、第三评价指标、第四评价指标，确定煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价条件，制定煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果评价等级。
8、本专利技术的特点还在于：
9、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤2中长距离水平定向治理孔孔间距为50m～70m。
10、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤3中，长距离水平定向验证孔所在地层与长距离水平定向治理孔所在地层之间的距离为10m～20m。
11、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤3中，长距离水平定向验证孔的垂直投影位于相邻两个长距离水平定向治理孔之间。
12、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤4中施工探查钻孔的终孔平面间距为60m～80m。
13、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤5中：
14、第一评价指标为浆液在地层上的平面扩散距离、浆液在地层上的垂向扩散距离；
15、第二评价指标为注浆前长距离水平定向验证孔的透水率、施工过程中长距离水平定向验证孔浆液最大消耗量、长距离水平定向验证孔注浆量与长距离水平定向治理孔的注浆量比值；
16、第三评价指标为长距离水平定向验证孔注浆引起含水层水位变化情况；
17、第四评价指标为探查钻孔单孔出水量、探查钻孔出水引起含水层水位变化情况、探查钻孔的出水水量衰减至5m3/h的时间、探查钻孔中出水的水化学特征。
18、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤5中评价条件为：
19、若浆液在地层上的平面扩散距离≥30m，即为合格；
20、若浆液在地层上的垂向扩散距离≥30m，即为合格；
21、若注浆前长距离水平定向验证孔的透水率≤0.01lu，即为合格；
22、若长距离水平定向验证孔浆液最大消耗量<2倍正常消耗量，认为是正常波动，即为合格；
23、若长距离水平定向验证孔注浆量与长距离水平定向治理孔的注浆量比值≤30％，即为合格；
24、若长距离水平定向验证孔注浆未引起含水层水位上升，即为合格；
25、若探查钻孔单孔出水量<10m3/h，即为合格；
26、若探查钻孔出水未引起含水层水位下降，即为合格；
27、若探查钻孔的出水水量衰减至5m3/h的时间<8h，即为合格；
28、若探查钻孔中出水的水化学特征与含水层水的水化学特征不同，即为合格。
29、煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，步骤5中制定煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果评价等级方法如下：
30、步骤5.1：根据评价条件，对第一评价指标、第二评价指标、第三评价指标、第四评价指标进行逐一打分，若合格则得到对应权重分值，若不合格，则得0分；
31、步骤5.2：对第一评价指标、第二评价指标、第三评价指标、第四评价指标的得分进行求和，记为x；
32、步骤5.3：用x除以权重分值总和，得到评价得分百分比数据w：
33、w＝x/权重分值总和*100％；
34、步骤5.4：制定评价等级：
35、w<75％，为不合格；75％≤w<85％，为合格；85％≤w≤100％，为良好。
36、本专利技术的有益效果是：
37、1.当前开展煤矿顶板含水层区域超前注浆治理的项目相对较少，缺乏对应的验证评价方法，本方法通过收集矿井建设生产过程中的地质及水文地质资料，通过综合对比分析等方式对治理效果进行验证分析，时效性较强，验证结果具有较强实用性。
38、2.验证过程伴随整个治理过程，验证过程中发现问题，可以及时开展补充探查治理工作，有利于确保治理效果满足设计要求，验证结果还可以为治理方案的优化调整提供资料支撑。
39、3.以往煤矿水害区域治理工程，治理结果评价多依赖评审专家的定性评价，可量化的评价指标较少，本专利技术根据工程治理实践经验，给出了相应指标的量化值，使得评价过程更具操作性和客观性。
40、4.验证评价资料时间上包含工程施工前、施工过程中及施工后全周期，空间上包含地面资料、治理层位资料及井下工作面资料，对治理效果进行时间上和空间上的立体综合验证评价，指标齐全，可靠度高。
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1.煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤2中长距离水平定向治理孔(3)孔间距为50m～70m。
3.根据权利要求2所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤3中，长距离水平定向验证孔(2)所在地层与长距离水平定向治理孔(3)所在地层之间的距离为10m～20m。
4.根据权利要求3所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤3中，长距离水平定向验证孔(2)的垂直投影位于相邻两个长距离水平定向治理孔(3)之间。
5.根据权利要求4所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤4中施工探查钻孔(6)的终孔平面间距为60m～80m。
6.根据权利要求5所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤5中：
7.根据权利要求6所述的煤矿顶板含水层区域超
8.根据权利要求7所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤5中制定煤矿顶板含水层(1)区域超前注浆治理效果评价等级方法如下：
...【技术特征摘要】
1.煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤2中长距离水平定向治理孔(3)孔间距为50m～70m。
3.根据权利要求2所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤3中，长距离水平定向验证孔(2)所在地层与长距离水平定向治理孔(3)所在地层之间的距离为10m～20m。
4.根据权利要求3所述的煤矿顶板含水层区域超前注浆治理效果综合验证评价方法，其特征在于，所述步骤3中，长距离水平定向验证孔(2)的垂直投影位于相邻...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁湘，闫鑫，蒲治国，李哲，张坤，纪卓辰，冯洁，刘凯祥，贺晓浪，段东伟，刘溪，黄海鱼，谢朋，李兆扬，张齐，樊江伟，秦伟，
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：
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