本发明涉及煤矿突水危害防治技术领域，尤其涉及一种巷道过承压水断层的导通方法。
背景技术：
煤矿水灾是煤矿生产过程中的主要危害之一，由于我国煤田水文的地质条件较为复杂，致使煤矿水灾事故频发。煤矿水灾不仅影响了煤矿的正常生产，并且也时刻威胁着矿工的生命安全。目前，煤矿的开采工作正不断的由浅入深，致使地下含水层的平衡被严重破坏，井下作业环境也日趋恶化。灰岩类岩溶水水害事故占了典型案例的92.3％，因此，防治灰岩岩溶类突水是矿井水害工作的重点。华北型煤田的基底是岩溶普遍发育、含水性强、水头压力大的奥陶纪碳酸盐岩，在矿井开采过程中，常常受到奥灰承压水突水的威胁。随着浅部煤层的枯竭，矿井的深度不断延伸，开采强度不断增加，奥灰承压水的危害日趋加剧，仅在华北地区受其危害的矿井就有230多个，造成40％的煤炭不能正常开采。
因此，提供一种巷道过承压水断层的导通方法，以期适用于具有破碎带断层位置的导通和注浆，从而保证煤炭开采的正常进行，提高煤炭开采过程中的生产安全，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种巷道过承压水断层的导通方法，以期适用于具有破碎带断层位置的导通和注浆，从而保证煤炭开采的正常进行，提高煤炭开采过程中的生产安全。
为达上述目的，本发明提供一种巷道过承压水断层的导通方法，包括以下步骤：
s1：探查断层的破碎带范围及巷道探水线的位置；
s2：在探查到的巷道探水线的位置，巷道前方垂直于巷道轴线，打钻若干注浆孔；
s3：钻孔施工完成后，采用水泥浆液注浆，所述水泥浆液包括水和硅酸盐水泥，其中，水和硅酸盐水泥按质量比4:1～0.5:1进行配比。
s4：注浆施工完成后，沿着巷道底板打钻至少两个探查验证孔，以检查注浆质量。
进一步地，在步骤s2中，打钻若干注浆孔包括以下步骤：
s21：打钻探查兼注浆孔；
s22：打钻注浆加固孔；
s23：打钻补充注浆孔。
进一步地，在步骤s21中，打钻探查兼注浆孔时从下向上施工，依次打钻五组孔，打孔完毕后先进行超前探工作，待探查工作结束后再进行注浆。
进一步地，在步骤s22中，打钻注浆加固孔时从下向上施工，依次打钻八组孔；施工中当遇到破碎带或孔中出水量大于5m3/h时，提钻注浆，注浆终压大于4mpa；注浆后48h重新钻进，直至预设孔深；在该步骤中，注浆采用p.o32.5r硅酸盐水泥浆，其浆液配比为水与p.o32.5r硅酸盐水泥的重量比为3:1～0.8:1。
进一步地，打钻注浆加固孔施工完毕后，沿着巷道底板施工两个探查验证孔，视施工情况决定补充注浆孔施工位置和工程量，所述补充注浆孔的数量为8-12个。
进一步地，在步骤s23之后还包括煤层底板安全隔水层厚度计算步骤：
设断层探查治理靶面最小宽度为底板安全隔水层厚度基础上增加4m的保护厚度；
一号和二号回风巷宽度为5m，带式机大巷5m，辅运大巷6m，综合考虑安全隔水层厚度、保护厚度、巷道断面尺寸，则一号回风巷、二号回风巷、带式机大巷靶面半径为11.0m，辅运大巷靶面半径为12.0m；
煤层底板安全隔水层厚度根据以下公式计算：
式中t—安全隔水层厚度，m；
l—巷道底板宽度，m；
γ—底板隔水层的平均重度，0.027mn/m3；
kp—底板隔水层的平均抗拉强度，1.54mpa；
p—底板隔水层承受的水头压力，1.1～1.3mpa。
本发明所提供的巷道过承压水断层的导通方法，适用于具有破碎带断层位置的导通和注浆，通过三个序列的钻孔作业，保证了注浆安全，避免在破碎带发生爆浆，从而保证了煤炭开采的正常进行，提高了煤炭开采过程中的生产安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的导通方法一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明所涉及到的注浆孔位置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的导通方法一种具体实施方式的流程图；图2为本发明所涉及到的注浆孔位置的示意图。
本发明提供一种巷道过承压水断层的导通方法，包括以下步骤：
s1：探查断层的破碎带范围及巷道探水线的位置；
s2：在探查到的巷道探水线的位置，巷道前方垂直于巷道轴线，打钻若干注浆孔；注浆孔的终止孔位位于断层破碎带后5到20米。钻孔间距按照一定的孔距，在终孔位置等间距布置。
s3：钻孔施工完成后，采用水泥浆液注浆，所述水泥浆液包括水和硅酸盐水泥，其中，水和硅酸盐水泥按质量比4:1～0.5:1进行配比。
s4：注浆施工完成后，沿着巷道底板打钻至少两个探查验证孔，以检查注浆质量。
本发明所提供的巷道过承压水断层的导通方法，适用于具有破碎带断层位置的导通和注浆，通过三个序列的钻孔作业，保证了注浆安全，避免在破碎带发生爆浆，从而保证了煤炭开采的正常进行，提高了煤炭开采过程中的生产安全。
为了提高钻孔质量和施工过程中的安全性，避免一次性打孔导致破碎带爆浆，在步骤s2中，打钻若干注浆孔包括以下步骤：
s21：打钻探查兼注浆孔；
s22：打钻注浆加固孔；
s23：打钻补充注浆孔。
具体地，df21断层探查与治理方案设计两个钻场施钻，探查与治理钻孔布置为靶面帷幕状。靶面位于断层带，垂直于巷道走向，终孔在见水段或破碎带后10m。孔口埋设108mm孔口管。钻孔分序施钻以保证工程效果及节省工程量，设计上述三个序列的注浆孔打孔工序，第一序列为探查兼注浆孔、第二序列为注浆加固孔、第三序列为补充注浆孔。
在步骤s21中，打钻探查兼注浆孔时从下向上施工，依次打钻五组孔，打孔完毕后先进行超前探工作，待探查工作结束后再进行注浆。
在步骤s22中，打钻注浆加固孔时从下向上施工，依次打钻八组孔；施工中当遇到破碎带或孔中出水量大于5m3/h时，提钻注浆，注浆终压大于4mpa；注浆后48h重新钻进，直至预设孔深；在该步骤中，注浆采用p.o32.5r硅酸盐水泥浆，其浆液配比为水与p.o32.5r硅酸盐水泥的重量比为3:1～0.8:1。
打钻注浆加固孔施工完毕后，沿着巷道底板施工两个探查验证孔，视施工情况决定补充注浆孔施工位置和工程量，所述补充注浆孔的数量为8-12个。
进一步地，在步骤s23之后还包括煤层底板安全隔水层厚度计算步骤：
设断层探查治理靶面最小宽度为底板安全隔水层厚度基础上增加4m的保护厚度；
一号和二号回风巷宽度为5m，带式机大巷5m，辅运大巷6m，综合考虑安全隔水层厚度、保护厚度、巷道断面尺寸，则一号回风巷、二号回风巷、带式机大巷靶面半径为11.0m，辅运大巷靶面半径为12.0m；
煤层底板安全隔水层厚度根据以下公式计算：
式中t—安全隔水层厚度，m；
l—巷道底板宽度，m；
γ—底板隔水层的平均重度，0.027mn/m3；
kp—底板隔水层的平均抗拉强度，1.54mpa；
p—底板隔水层承受的水头压力，1.1～1.3mpa。
为便于理解，下面以不同注浆位置为实施例，对本发明所提供的方法进行进一步的描述。
实施例一
在一号回风大巷靶面处进行注浆时，如图2所示，第一序次已施工了5个钻孔，按施工顺序为z1-4、z1-2、z1-3、z1-1、z1-5，主要承担断层探查任务，结合迎头探查情况，迎头前方主要见水段为20～53m，岩层破碎段主要为迎头前方40～45m、59～68m、87～88m三个孔段。
第二序次钻孔中设计8个孔，钻孔编号为图2中z2-1～z2-8，靶面位于主要破碎带后10m左右，即迎头前方68m以后10m左右，则孔深可统一设计为80m，小计640m，钻孔参数如表6-1，靶面半径如图2所示，钻孔自下而上进行施工。钻孔钻探施工中如遇破碎带或孔中出水(水量大于5m3/h)即可提钻，进行注浆。注浆48h后重新钻进，直至设计孔深。注浆终压需4mpa，注浆采用纯水泥浆，水灰比＝3:1～0.8:1，应特别注意的是最后阶段钻孔注浆时终孔压力的控制。
表1第二序次钻孔设计参数
第三序次钻孔设计为补充注浆孔，待第二序次结束后施工两个底板验证孔，根据钻孔涌水、岩层破碎情况决定是否施工第三序列钻孔。第三序次设计十个孔，钻孔编号为图2中z3-1～z3-10，钻孔参数如表2，钻孔自下而上进行施工。钻孔钻探施工中如遇破碎带或孔中出水(水量大于5m3/h)即可提钻，进行注浆。注浆48h后重新钻进，直至设计孔深。注浆终压需4mpa，注浆采用纯水泥浆，水灰比＝3:1～0.8:1，应特别注意的是最后阶段钻孔注浆时终孔压力的控制。
表2第三序次钻孔设计参数一览表
实施例二
在带式输送机大巷靶面上注浆时，第一序次已施工了5个钻孔，按施工顺序为z1-4、z1-2、z1-3、z1-1、z1-5，主要承担断层探查任务，5个探查钻孔探得主要出水段为迎头前方55～94m，岩层破碎段主要为迎头前方39～41m、52～56m两个孔段，煤层破碎段为迎头前方13～93m。
第二序次钻孔通过第一序次钻孔探查和注浆治理情况，该巷道可以掘进20m，然后进行靶面注浆第二序次钻探施工和注浆治理工作。本序次设计8个孔，钻孔编号为d3-2-1～d3-2-8(对应于图2中z2-1～z2-8)，终孔位置为见水段后10m左右，即新迎头前方74m以后10m左右，则孔深可统一设计为85m，钻孔参数如表3，钻孔自下而上进行施工。钻孔钻探施工中如遇破碎带或孔中出水(水量大于5m3/h)即可提钻，进行注浆。注浆48h后重新钻进，直至设计孔深。注浆终压需4mpa，注浆采用纯水泥浆，水灰比＝3:1～0.8:1，应特别注意的是最后阶段钻孔注浆时终孔压力的控制。
表3第二序次钻孔设计参数
第三序次为补充注浆孔，待第二序次结束后施工2个底板验证孔，根据钻孔涌水、岩层破碎情况决定是否施工第三序列钻孔。本序次设计10个孔，钻孔编号为d3-3-1～d3-3-10(对应于2中z3-1～z3-10)，钻孔参数如表4，钻孔自下而上进行施工。钻孔钻探施工中如遇破碎带或孔中出水(水量大于5m3/h)即可提钻，进行注浆。注浆48h后重新钻进，直至设计孔深。注浆终压需4mpa，注浆采用纯水泥浆，水灰比＝3:1～0.8:1，应特别注意的是最后阶段钻孔注浆时终孔压力的控制。
表4第三序次钻孔设计参数
实施例三
在辅运大巷及二号回风巷靶面上注浆时，由于靶面注浆各钻孔方位角、倾角、深度等需根据停掘时迎头底板标高、与断层带距离、第一序列探查钻孔探查结果进行设计，所以本设计暂不包括这两条大巷靶面注浆内容，为便于后文计算工程费用，第一序列均设计为5个钻孔，孔深100m；第二序列均设计8个钻孔，孔深暂设计为100m；第三序列均设计10个钻孔，孔深暂设计为100m，第二序列钻孔钻探施工及注浆结束后，根据检查孔结果决定第三序列钻孔施工计划。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。