CN108798589B - 一种含水层改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含水层改性方法，涉及含水层改技术领域，包括以下步骤：S1：在采矿工作区地表设置密集水井至地下承压的含水层位置，并修筑排水渠和蓄水池；S2：将砂土和砂浆注入密集水井中，并对砂土进行夯实，砂土的下部形成松散的含水层；S3：将液氮注入松散的含水层，含水层进行液化冻结处理，进行固沙。本方法采用的含水层改性方法，能够有效地、可靠地防止工作面矿井突水和涌水事故的发生，保障了人员、设备的安全及开采工作的顺利进行，避免了因突水带来的损失。
Description
技术领域
本发明涉及含水层改性技术领域，具体是一种含水层改性方法。
背景技术
在采煤时经常会遇到各种各样的矿井突水事故。为防止此类事故的发生，从而提出了含水层改性技术。
高地下水位地基中的地下施工，经常由于地下水的存在而引起基坑涌水等问题。因此，在采煤过程中对地下含水层进行改造中，需要更加有效地防止这些涌水事件的发生。
地下水资源的质量总体上优于地表水资源，但地下水资源也更容易受到破坏，而某些污染物对地下土层已经造成了污染。
在煤田开发过程中，经常出现地表和地下水渗透与污染以及潜水水位下降严重等问题。目前已采用了间歇式开采或短壁综合机械化连采的保水采煤方法，但是这种方法的局限性较大，而且煤炭资源的回收率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含水层改性方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种含水层改性方法，包括以下步骤：
S1：在采矿工作区地表设置密集水井至地下承压的含水层位置，并修筑排水渠和蓄水池；
S2：将砂土和砂浆注入密集水井中，并对砂土进行夯实，砂土的下部形成松散的含水层；
S3：将液氮注入松散的含水层，含水层进行液化冻结处理，进行固沙。
作为本发明进一步的方案：所述密集水井设置在地表较低处或者含水层厚度较大的位置。
作为本发明再进一步的方案：所述采矿工作区地表建立注浆站和填土设备基地。
作为本发明再进一步的方案：所述砂浆由425普通硅酸盐水泥、粘性土、细黄砂和石灰组成。
作为本发明再进一步的方案：对所述采矿工作区进行探测，确定地下承压含水层的埋藏深度，并测出承压含水层的水头压力。
作为本发明再进一步的方案：所述含水层的上部为隔水层，隔水层中不含有大块坚硬岩石。
作为本发明再进一步的方案：所述采矿工作区的附近无塌陷。
作为本发明再进一步的方案：所述采矿工作区的附近设有水渠，以便将密集水井中的水通过水渠排入蓄水池，以便集中处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法采用的含水层改性方法，能够有效地、可靠地防止工作面矿井突水和涌水事故的发生，保障了人员、设备的安全及开采工作的顺利进行，避免了因突水带来的损失。
附图说明
图1为一种含水层改性方法的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种含水层改性方法，包括以下步骤：
S1：在采矿工作区地表设置密集水井1至地下承压的含水层4位置，并修筑排水渠和蓄水池2；
S2：将砂土和砂浆注入密集水井1中，并对砂土进行夯实，砂土的下部形成松散的含水层4；
S3：将液氮注入松散的含水层4，含水层4进行液化冻结处理，进行固沙。
所述密集水井1设置在地表较低处或者含水层厚度较大的位置。所述采矿工作区地表建立注浆站5和填土设备基地。所述砂浆由425普通硅酸盐水泥、粘性土、细黄砂和石灰组成。对所述采矿工作区进行探测，确定地下承压含水层的埋藏深度，并测出承压含水层4的水头压力。所述含水层4的上部为隔水层3，隔水层3中不含有大块坚硬岩石。所述采矿工作区的附近无塌陷。所述采矿工作区的附近设有水渠，以便将密集水井1中的水通过水渠排入蓄水池2，以便集中处理。
在夯实过程中，经过机械地敲打以及地下承压水水头压力的作用下，隔水层3之中的粘性土结构将会发生改变，其透水性增强；与此同时，经过机械夯实，部分砂土和砂浆可沿土层中的空隙或断裂带流动，经过冷凝、固结、硬化可使上部隔水层3得到加固，当地下承压水的容量增加时，不至于立即爆发灾情；在注浆结束后，注入液氮进行速冻处理；将含水层4中的水以及注入的砂浆冻结，可以有效防止在开采工作面上开挖所引起的各类突水事件。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种含水层改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在采矿工作区地表设置密集水井至地下承压的含水层位置，并修筑排水渠和蓄水池；
S2：将砂土和砂浆注入密集水井中，并对砂土进行夯实，砂土的下部形成松散的含水层；
S3：将液氮注入松散的含水层，含水层进行液化冻结处理，进行固沙；
所述密集水井设置在地表较低处或者含水层厚度较大的位置；所述采矿工作区地表建立注浆站和填土设备基地；所述砂浆由425普通硅酸盐水泥、粘性土、细黄砂和石灰组成；对所述采矿工作区进行探测，确定地下承压含水层的埋藏深度，并测出承压含水层的水头压力；所述含水层的上部为隔水层，隔水层中不含有大块坚硬岩石；所述采矿工作区的附近无塌陷；所述采矿工作区的附近设有水渠，以便将密集水井中的水通过水渠排入蓄水池，以便集中处理。
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