CN109209481A - 一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法，尤其是一种适用在采空区、地下水资源利用区的注浆汇水方法。通过在采空区筑建防水墙体而形成有一定体积容量的水仓，使得地下水资源在开采过程中再次汇集，减少地下水资源的外排浪费，也解决了大西北干旱、半干旱区因采矿而导致水资源浪费，造成的在旱季来临时水资源不足的情况。实现了煤炭开采中保护地下水资源合理有效利用的开采策略。
Description
技术领域
本发明涉及一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法，尤其是一种适用在采空区、地下水资源利用区的汇水方法。
背景技术
随着我国经济的迅速发展及采矿的大量开采，工农业及生活用水需求量将逐年增加，这使得北方的地区水资源的供需形势更加的紧张。在很多城市发展规划中预测城市总需水量存在着巨大的供需缺口，水资源已成为影响当地经济发展的一个主要制约因素。
由于大量的开采地下矿资源，破坏了地下水系统，导致地下水位呈持续下降态势，地表生态退化，也导致了地面沉降而引起的地表下陷现象。这些裂隙导通到了含水层，致使在地下开采过程中突水事故的发生，而带来了巨大的生命财产损失。这样造成的地面沉降导致建筑、道路、桥梁和地下管线的破坏，造成严重的经济损失。在对地下导水裂隙带不加以实施有效措施，有可能形成地下水位降落漏斗。
为了有效防治地下水资源的浪费，所以现提出了一种注浆堵水汇水方法。现有技术中存在诸多可行理论、技术方案，但在注浆堵水汇水方法方面，存在如下不足：(1)不能有效的保护地下水资源；(2)地下水的排放导致了地表沉陷；(3)注浆堵水后，裂隙继续发育导通含水层。
发明内容
本发明涉及一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法，尤其是一种适用在采空区、地下水资源利用区的注浆汇水方法。
本法明为实现上述目的所采用的技术方案是一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，测出导水裂隙带范围。
一般经验公式:h1＝m/(k-1)cosa；
h2＝(1-3)h1m； (1)
式中m—矿层开采厚度，m；
k—岩石松散系数，度；
a—矿层倾角，度；
h1—冒落带高度，m；
h2—导水裂隙带高度。
第二步，用堵水浆液防治裂隙带发育。
一般常采用先灌注惰性材料(如锯末、砂砾石、煤矸石渣等)充填水道、减小断面过水流量、增加了流动阻力，减少浆液损失，然后灌注快速凝结水泥或水玻璃浆液，再进一步的用较高强度的浆液进行封堵。浆液注入量。
根据扩散半径和岩石裂隙率粗略计算公式：Q＝r2AHnβ (2)式中Q—浆液注入量，m3；
r—浆液扩散半径，m；
n—裂隙率，％；
H—浆液高度，m；
β—浆液在裂隙内有效充填系数，0.9～0.95；
A—浆液消耗系数，一般取1.2～1.3。
注浆结束一般用两个指标表示；一是达到注浆允许量；另一个是达到设计压力的所需时间。第三步，根据地质资料得知含水层位置。
通过结合水文勘探观测和物理数值模拟相结合的研究方法，对该矿区煤炭开采时，上覆岩层形变规律和地下水运移规律进行大范围，长周期，多参数的观测研究，以便了解该矿区含水层和基岩裂隙水的运移情况。
第四步，在采空区加隔水墙形成一个可储水的水仓。
根据地下水流场汇聚进行分析推断出在井田范围内，地下水向开采汇集区域集合的规律，进而得出开采区地下水仓的选址。将水引流到地下水仓从而达到储水的目的。
第五步，根据水文地质资料把要开采工作面的水引流出裂隙带范围以外的地下水仓。
该技术方案带来的技术效果是，将现场开采后重新测定与原始数据相结合，一是有效的利用的开采矿井的原始资料，有利于提高范围划定的准确性；二是可以提高工作效率，节约时间和人力。三是保护了地下水资源，为西北部少雨地区解决了在旱季雨水不足时，抽取地下水仓水用于农业用水和经济用水。
综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、实现了在开采过程中地下水资源的保护工作，也避免了矿井水外排的蒸发损失、地面水处理厂建设和解决水排放运行成本高的问题，也有效解决了煤炭开采与地下水资源保护利用的问题。
2、有效的保护了建筑、道路、桥梁和地下管线的因地下水外排造成的地表下沉，而带来的国民经济损失。
附图说明
图1是本发明中采空区周围发育裂隙注浆汇水方法示意图
图2是裂隙水发育高度监测示意图
图3是采空区注浆区隔水墙的储水仓平面示意图
图4是采空区注浆区隔水墙的储水仓三维示意图
具体实施方式
本发明提供了一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法,对地下水资源保护和因地下水排放造成地表下陷提供了有效的技术效果，为了使发明目的、方案更加清晰明确，进一步说明。
第一步，测出导水裂隙带范围。
第二步，用堵水浆液防治裂隙带发育。
第三步，根据地质资料得知含水层位置。
第四步，在采空区加隔水墙形成一个可储水的水仓。
第五步，根据水文地质资料把要开采工作面的水引流出裂隙带范围以外的地下水仓。
Claims (1)
1.一种采空区周围发育裂隙注浆汇水方法，其特征在于：所述采空区发育裂隙注浆汇水方法包括:
(1)测出导水裂隙带范围；
(2)用堵水浆液防治裂隙带发育；
(3)根据地质资料得知含水层位置；
(4)在采空区加隔水墙形成一个可储水的水仓；
(5)根据水文地质资料把要开采工作面的水引流出裂隙带范围以外的地下水仓。
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