CN113374440B - 一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法，包括下述步骤：步骤1：分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；步骤2：在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：
；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；步骤3：主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段。本发明利用地面定向钻快速封堵陷落柱突水，通过不同粒径骨料灌注与控量控压注浆快速切断导水通道，在陷落柱内形成阻水段，将动水水源变为静水，达到快速封堵陷落柱突水的目的。
Description
技术领域
本发明属于矿山突水治理技术领域，特别涉及一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法。
背景技术
华北型煤田随着高强度的开采，浅部煤炭资源逐步枯竭，为保障国民经济的稳定发展，多数矿井采掘活动不断向深度延拓，在高地应力、高水压的条件下，来自煤系底板奥陶系灰岩承压水危害日趋加剧，若底板存在隐伏导水构造，在采掘扰动的影响下，将作为导水通道沟通采煤工作面，将底板强富水含水层水量导入工作面造成突水灾害，而岩溶陷落柱是一种典型底板隐伏导水构造，广泛分布于我国华北型石炭二叠系煤田，其导致的突水灾害具有隐蔽性、突发性且破坏性强等特点，对煤矿安全生产危害极大。
针对导水隐伏陷落柱突水常规采用直孔巷道截流或陷落柱注浆充填的方法，但存在以下问题：（1）巷道截流时，由于巷道截面较大且动水条件下灌注进巷道的骨料随水流运移距离较远，难以快速在巷道中堆积接顶，治理成本高、耗时低，且这种方法没有针对陷落柱进行针对性治理，难以快速从根本上解决突水。（2）陷落柱发育范围较大，如果对其注浆充填需要消耗大量的材料并且在涌水量动辄几千方每小时的条件下采用传统的工艺技术进行骨料灌注与注浆，注浆材料会随水流进入采空区严重影响抢险救援的速度，治理成本极大，（3）陷落柱的位置一般通过物探或钻探手段难以快速准确探明，直孔对于陷落柱是点式探查与治理，效率低，成本高（4）陷落柱对应地面区域往往会产生塌陷，地面不具备直孔施工的条件。
综上所述，在现有技术条件下，封堵陷落柱突水的主要问题是陷落柱范围难以快速查明，材料浪费及施工费用增加。因此，亟需寻找一种简便高效、经济实用的方法对底板隐伏陷落柱进行快速封堵。
发明内容
本发明的目的是提供一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法，在导水通道某一合适位置进行骨料灌注与注浆加固，阻断突水水源进入采煤工作面，以解决现有方法存在的封堵效率低及施工成本高的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：
一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法，包括下述步骤：
步骤1：分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；
步骤2：在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；
步骤3：主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，直至主孔在平面上的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界。
可选的，沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m。
可选的，直至主孔在水平方向的延伸距离超过预判隐伏陷落柱的发育边界20～30m。
可选的，所述的灌注骨料包括：
第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；
第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；
第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；
按体积比计，混合骨料粒径配比为，细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm。
可选的，所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为，灌注混合骨料过程中含水层涌水量Q，m3/h；；
式中，Q0为突水前含水层正常涌水量，m3/h；Q’为含水层稳定突水量，m3/h。
可选的，灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后停止注浆；
所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍。
可选的，注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu注浆结束；
若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；
所述的透水率q=F/(pL) ，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。
可选的，待阻水段建成后，对工作面进行疏干；
疏干过程中采取间歇式放水，直至水位疏干至安全水位以下。
一种隐伏陷落柱突水通道阻水段的施工方法，包括：
S1：施工主孔；
分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，直至主孔在水平方向的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界；
S2：施工分支孔；沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m。
可选的，所述的灌注骨料包括：
第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；
第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；
第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；
按体积比计，混合骨料粒径配比为，细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm；所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为，灌注混合骨料过程中含水层涌水量Q，m3/h；；式中，Q0为突水前含水层涌水量，m3/h；Q’为突水稳定期含水层涌水量，m3/h；
灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后候凝；所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍；注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu注浆结束；若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；所述的透水率：q=F/(pL) ，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明是利用地面定向钻快速封堵陷落柱突水，而传统技术采用的陷落柱突水封堵方法具有工期长，施工难度大，成本较高，矿井复产慢等缺点。本发明采用水平孔骨料灌注技术，通过不同粒径骨料灌注与控量控压注浆快速切断导水通道，在陷落柱内形成阻水段，将动水水源变为静水，达到快速封堵陷落柱突水的目的，实现了煤矿的快速复工复产；
2、本发明提出的方法极大地提高了陷落柱封堵效率：直孔为点状治理，盲目性较大，难以快速圈定陷落柱范围，且陷落柱对应地面不一定具有施工条件，而本发明给出的方法是水平孔线-面状连续封堵陷落柱突水通道，地面情况影响较小，只需要少量钻孔就可以达到快速阻隔突水水源补给的目的；
3、本发明提出的封堵方法采用粗细颗粒配合使用快速形成封堵骨架，在注浆过程中控量控压逐步提高注浆比重，降低注浆流量，防止浆液沿水流方向扩散过多，进入采空区跑浆，达到高效加固堵水段主体骨架和封堵细小裂隙的作用。实现了陷落柱突水的快速封堵，节约材料，减少施工工期；
4、本方法适用于存在底板隐伏陷落柱突水危害的各种矿井，特别适用于底板高承压含水层条件下的大型隐伏陷落柱快速突水封堵。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1为本发明的隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法的流程图；
图2是导水断层封堵钻孔三维示意图；
1-隐伏陷落柱、2-煤层、3-三灰含水层、4-奥灰含水层、5-新生裂隙、6-主孔、7-分支孔、8-阻水段。
具体实施方式
以下将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，并非全部实施例，也并未对发明做任何形式上的限制，凡是利用本实施例的技术方案，包括对本实施例做了简单的变化，均属于本发明保护的范围。
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明。
本发明中提到的隐伏陷落柱是指在煤层底板发育的陷落柱，通过井下钻探、物探无法预先发现的陷落柱地形；陷落柱发育形态指的是陷落柱的空间形态，包括发育范围、大小和高度。
结合图1，本发明的隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法，包括下述步骤：
步骤1：分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；
步骤2：在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；
步骤3：主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，直至主孔在水平方向的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界。
更具体的内容，依次包括下述步骤：
步骤1：根据工作面突水情况，结合前期勘探资料，推断陷落柱发育形态（分析过程）；根据地面的地形、建筑物分布和土地使用情况选择合理场地开孔，开孔位置距离陷落柱水平距离500～600m布置一个孔组，至少一个封堵加固孔，至少一个效果检验孔，根据具体工况确定钻孔个数。
步骤2：在陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；具体为封堵目标层距煤层底板深度H，m：，T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；封堵目标层要具有一定的可注性，即富水性较强，裂隙连通性好。以灰岩含水层为优先选择。主孔为水平孔，显著提高治理靶向性，大幅减少导水通道探查工程量，无需准确地探查导水陷落柱的位置，只需要根据突水位置与地质资料确定出陷落柱的大致范围，由于陷落柱空间延展范围很大，只要水平钻进就一定能遇到陷落柱的突水通道，靶向性高，无需专门对突水通道进行探查，极大地节省了治理时间。
步骤3：钻进过程中遇到陷落柱后起钻灌注骨料，骨料经地面注浆泵注入钻孔内，第一阶段灌注粒径0.25～0.35mm的细砂颗粒；待骨料运移通道稳定后，第二阶段灌注粒径0.5～1.0mm粗砂颗粒，骨料灌注过程中，保证灌注过程中不混入空气。第三阶段当突水涌水量减少（只是与突水时稳定涌水量和水位比较）时调整骨料粒径配比，按体积比计，混合骨料粒径配比为，细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm。直至突水涌水量为Q时停止灌注，准备注浆；
。式中Q0指突水前含水层正常涌水量（m3/h）；Q’指突水稳定涌水量（m3/h）；Q指灌注骨料过程中含水层涌水量（m3/h）。
骨料随水流向工作面运动过程中在导水通道较小或狭窄处逐渐堆积，形成阻水段的骨架，将管道流变为渗透流；相比于使用单一粒径骨料灌注，本发明在不同灌注阶段骨料粒径与配比的不同有利于对陷落柱导水通道的的封堵，细颗粒骨料起到稳定地下灌注通道和防止堵孔的目的；粗颗粒骨料起到形成阻水骨架的目的；最后不同粒径骨料配合灌注起到在阻水骨架的基础上封堵大型通道的目的。
步骤4：进行水泥注浆。水泥比重选取1.5~1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15~30min后，候凝。终压为注浆段含水层静水压力的1.5~2倍；
其中注浆过程逐步提高注浆比重，降低注浆流量，防止浆液沿水流方向进入采空区，无效扩散过多；达到加固堵水段主体骨架和封堵细小裂隙的作用，将动水条件变为静水。
步骤5：扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu本次注浆结束，若大于1Lu，重复步骤4，直至透水率小于1Lu。
透水率根据公式4确定：q=F/(pL)，式中q为透水率（Lu）；F为每分钟流量（L/min）；p为作用在试段内的压力（MPa）；L为试段长度（m）
步骤6：继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎严重的情况，重复步骤3~5。直至钻探平面距离超过推测陷落柱发育边界20m。
步骤7：在主孔合适位置开分支孔，距离主孔以上H’进行水平钻进，在发生钻井液漏失量超过5m3/h重复步骤4~5。直至钻探水平距离超过陷落柱发育边界20～30m。
距离H’根据公式5确定：。式中H为主孔距煤层底板的距离（m）；H’为分支孔距主孔以上的距离（m）。
在主孔以上一定距离进行钻探注浆一方面对阻水段骨架进行加固，另一方面达到检查堵水效果的作用，根据检验结果可以对封堵治理效果进行评价，形成陷落柱突水治理-效果检验-反馈评价的完整体系。
步骤8：待阻水段建成后，对工作面进行疏干。在疏干过程中采取间歇式放水，其一可以观察水位是否回升，其二可减小对阻水段的冲击。直至水位疏干至安全水位以下。
另外，本发明还给出了隐伏陷落柱突水通道阻水段的施工方法，包括：
S1：施工主孔；
分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，直至主孔在水平方向的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界；
S2：施工分支孔；沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m。
灌注骨料包括：
第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；
第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；
第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；
按体积比计，混合骨料粒径配比为，细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm；所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为，灌注混合骨料过程中含水层涌水量Q，m3/h；；式中，Q0为突水前含水层正常涌水量，m3/h；Q’为含水层稳定突水量，m3/h；
灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后候凝；所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍；注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu注浆结束；若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；所述的透水率：q=F/(pL) ，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。
下面将结合实施例和附图对本发明进行详细地说明。
实施例一：
华北型煤田某煤矿开采二叠系山西组6#煤层，煤层厚度2.1～3.0m，平均2.8m。某工作面煤层整体走向N45°W，倾向SW。煤层倾角16～18°，平均17°。工作面回采一定距离后开始出水，水量逐渐增大至200m3/h后稳定。井下钻探出现钻井液大量漏失、地层破碎严重、孔底岩爆等明显陷落柱特征，探水孔钻进至三灰地层时，钻孔出水约200m3/h，发现太灰水位与奥灰水位降升基本同步，据此推测钻孔附近可能存在垂直导水通道导通太灰含水层3和奥灰含水层4。进一步探查推测疑似陷落柱位于停采线后方约35~70m，发育至三灰顶界面附近，在采动影响下，新生裂隙与太灰含水层裂隙沟通。采用井下钻探引水、钻探注浆等手段进行治理，治理时间60天，消耗骨料6000m3，注浆9000t，但涌水量无明显减少。
利用本发明提供隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法对上述隐伏陷落柱进行治理，包括如下步骤：
步骤1：根据工作面突水情况，结合前期勘探资料，推断陷落柱1发育形态；选择地面平缓，无建筑物区域作为钻孔场地开孔，开孔位置距离陷落柱水平距离500m，布置一个孔组，施工两个钻孔。
步骤2：由公式1：，式中H指钻孔轨迹距6#煤层2底板的距离（m）；T指突水系数，取0.06；P指突水水压（MPa），取5MPa，得封堵目标层距6#煤底板以下距离H≥83m。由于太原组灰岩距离6#煤层2底板50~200m，其中三灰含水层3距离6#煤层2底板78~86m，满足计算要求而且厚度适中，富水性较强，岩溶较发育，具有良好的可注性，选择三灰含水层3作为阻水段封堵目标层位。
钻孔一次性钻进至基岩下入孔径244.5mm壁厚8.05mm套管，钻进至三灰含水层3顶板中，下入孔径177.8mm壁厚8.94mm套管，主孔沿三灰含水层3进行水平钻进。钻进至750m时发生钻井液失返，顶漏向前继续钻进5m，钻井液仍失返并伴随塌孔，说明钻遇陷落柱。
步骤3：起钻准备灌注骨料，骨料经地面压力泵注入钻孔内，灌注粒径0.25~0.35mm的细砂颗粒；灌注细砂颗粒2000m3后涌水量减小至120m3/h骨料运移通道逐渐稳定，开始灌注粒径0.5mm以上的粗颗粒。粗颗粒灌注1200m3后当观测孔水位上升，涌水量减少至80m3/h，调整骨料粒径配比，骨料体积比为细砂：粗砂：石子=1：1：2。共注入骨料4000m3，涌水量Q为50m3/h时停止灌注，准备注浆；
在类似水文地质条件下，封堵陷落柱突水传统采用单一粒径骨料进行灌注，但这样骨料被水流携带运移至采空区，不能在导水通道中快速形成封堵骨架，往往工期延长，消耗材料增多。
Q根据公式3确定，。式中Q0指突水前含水层正常涌水量（m3/h），取5m3/h；Q’指突水后稳定突水量（m3/h），取200m3/h；Q指灌注骨料过程中含水层涌水量（m3/h），计算后得53m3/h。
步骤4：进行水泥注浆。采用纯水泥单液浆经地面注浆泵注入钻孔内，浆液比重1.5，流量500L/min，当注浆压力达到1.5MPa时，比重升高至1.55，流量降低至320L/min。注浆5000t时注浆压力达到2.5MPa时，浆液比重1.6，注浆流量180L/min，注浆6200t时注浆压力达到4.5MPa，比重升高至1.7，注浆流量降低至52L/min。注浆7000t时，注浆压力达到设计终压5MPa并持续30min后停止注浆，涌水量减少至15m3/h，候凝48h，所述设计终压为注浆段含水层水压的1.6倍；
步骤5：扫孔至孔底进行压水试验。透水率根据公式4确定：q=F/(pL)，式中q为透水率（Lu）；F为每分钟流量（L/min），取250 L/min；p为作用在试段内的压力（MPa），取3MPa；L为试段长度（m），取200m；经计算后q=0.42Lu，满足透水率小于1Lu的要求认为本次注浆结束。
步骤6：继续钻进，钻进至900m终孔，水平距离超过推测陷落柱发育边界20m，未发生钻井液漏失量大于5m3/h或地层破碎严重的情况。
步骤7：在主孔合适位置开分支孔进行检验加固，距离主孔以上H’进行水平钻进，所述距离H’根据公式5确定：。式中H为主孔距煤层底板的距离（m），取83m；H’为分支孔在主孔以上的距离（m），计算得21m。分支孔施工过程未出现突然掉钻现象，但钻进至820m时发生钻井液漏失，漏失量20m3/h，说明该处封堵效果不理想，重复步骤4～5，对阻水段进行注浆加固，注水泥500t，涌水量减少至5m3/h。直至分支孔终孔钻进至860m，钻探距离超过推测断层带范围20m。
步骤8：待阻水段建成后，工作面残余涌水量3m3/h，在井下进行疏干放水。在疏干过程中采取间歇式放水，放水2h，暂停1h。直至水位疏干至安全水位-482m以下。
工期40天，实际施工21天注入骨料4000m3，水泥7500t；与前期传统治理方法对比节约时间39天，节约骨料2000m3，水泥1500t，效果显著。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (3)
1.一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；
步骤2：在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；
步骤3：主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，达到封堵效果后，继续钻进直至主孔平面上的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界；
沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m；直至分支孔在水平方向的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界20～30m；
所述的灌注骨料包括：第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；按体积比计，混合骨料粒径配比为细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm；所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为：灌注混合骨料过程中含水层涌水量为Q时停止灌注，m3/h；；式中，Q0为突水前含水层正常涌水量，m3/h；Q’为含水层稳定涌水量，m3/h；
灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后停止注浆；
所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍；注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu，注浆结束；若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；所述的透水率q=F/(pL)，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。
2.根据权利要求1所述的隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法，其特征在于，待阻水段建成，分支孔钻进后，对工作面进行疏干；
疏干过程中采取间歇式放水，直至水位疏干至安全水位以下。
3.一种隐伏陷落柱突水通道阻水段的施工方法，其特征在于，包括：
S1：施工主孔；
分析隐伏陷落柱的位置，选择距隐伏陷落柱水平距离500～600m的地面位置为孔位；在隐伏陷落柱范围内确定封堵目标层，主孔沿封堵目标层进行水平钻进；封堵目标层距煤层底板深度H，m：；T为突水系数，取0.06；P为突水水压，MPa；主孔到达封堵目标层后沿水平方向钻进，当主孔遇到隐伏陷落柱后灌注骨料形成阻水段骨架，注浆加固阻水段骨架形成阻水段；继续钻进，若发生钻井液漏失量大于15m3/h或地层破碎，重复灌注骨料及注浆，继续钻进直至主孔平面上的延伸距离超过隐伏陷落柱的发育边界；
S2：施工分支孔；沿垂直方向，在主孔上方开设分支孔，分支孔距离主孔H’进行水平钻进：，m；
所述的灌注骨料包括：
第一阶段灌注粒径为0.25～0.35mm的细砂颗粒；
第二阶段灌注粒径为0.5～1.0mm粗砂颗粒；
第三阶段，当灌注骨料过程中含水层涌水量降低时，灌注混合骨料；
按体积比计，混合骨料粒径配比为细砂颗粒：粗砂颗粒：石子=1：1：2，石子粒径为10～40mm；所述的第三阶段灌注混合骨料的终点为：灌注混合骨料过程中含水层涌水量为Q时停止灌注，m3/h；；式中，Q0为突水前含水层正常涌水量，m3/h；Q’为含水层稳定涌水量，m3/h；
灌注骨料后进行水泥注浆；水泥比重选取1.5～1.7，水泥浆液经地面注浆泵注入钻孔内逐步提高注浆比重，降低注浆流量，直至注浆压力达到设计终压并持续15～30min后停止注浆；所述的设计终压为注浆段含水层静水压力的1.5～2倍；注浆结束后，扫孔至孔底进行压水试验，若透水率小于1Lu，注浆结束；若透水率大于1Lu，重复注浆操作，直至透水率小于1Lu；所述的透水率q=F/(pL)，Lu；F为每分钟流量，L/min；p为作用在试段内的压力，MPa；L为试段长度，m。
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