一种等距水平定向顺层钻孔注浆改造顶底板双重灰岩的方法与流程

本发明属于煤炭开采技术领域，涉及一种等距水平定向顺层钻孔注浆改造顶底板双重灰岩的方法。

背景技术：

目前国内煤层底板灰岩承压水治理较成熟的技术方法是：采用地面注浆站通过注浆管路和井下工作面注浆孔对底板灰岩预注浆，充填底板灰层含水层的岩溶裂隙和导水裂隙，把薄层灰岩中的水置换出去并实现切断水源补给通道，使受注含水层被改造为不含水或弱含水层，实现工作面安全开采，取得了较好的效果，但井下空间受限，钻孔施工距离短，施工工程量大，吨煤成本高，安全系数相对低。

但对于受顶、底板双重灰岩含水层水害威胁的煤层，由于顶板水与奥灰有水力联系，难以疏干，疏排水费用高、浪费地下水资源且经济上不合理，一直难以开采，造成资源不能开采。现有技术中顶板水难以疏干且排水费用高，破坏了地下水的生态平衡，含水层注浆范围不明确导致注浆量大，增加注浆成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种等距水平定向顺层钻孔注浆改造顶底板双重灰岩的方法，本发明的有益效果是钻探工程量小、覆盖目的层范围广、顶板疏放水量少、防治水工作可超前进行、防治水综合费用大大降低。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：选择合适钻场位置开孔施工钻孔立孔段，自一级套管后利用无磁钻铤开始施工造斜段，进入基岩后下二级套管；

步骤2：钻孔出造斜段后调节方位施工底板主孔，进入煤层底部灰岩后，沿灰岩中部顺层向前施工；

步骤3：底板主孔施工完成后，在底板主孔的基础上，基岩合适位置调节方位施工底板分支孔，采取前进式注浆方式注单液水泥浆，以类似方式施工底板其他底板分支孔，将灰岩含水层改造成隔水层；

步骤4：底板主孔全部施工结束后，再扫孔出二级套管的造斜段后调节方位施工顶板主孔，进入煤层顶部灰岩后，以类似方式施工煤层顶板灰岩顺层顶板分支孔，前进式高压注浆工艺注黄土水泥浆，将顶板灰岩改造为弱含水层。

进一步，步骤1中钻孔立孔段采用￠311mm一级套管80m；造斜段下￠244mm二级套管。

进一步，步骤2中沿灰岩中部顺层向前施工400-700m。

进一步，步骤4中沿顶部灰岩中部顺层向前施工400-700m。

附图说明

图1是本发明顶底板双重灰岩结构示意图；

图2是底板分支孔示意图；

图3是顶板分支孔示意图。

图中，1.立孔段，2.造斜段，3.底板主孔，301.底板分支孔，4.煤层底部灰岩，5.顶板主孔，501.顶板分支孔，6.煤层顶部灰岩。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明等距水平定向顺层钻孔注浆改造顶底板双重灰岩的方法如图1至图3所示：

1、选择合适钻场位置开孔施工钻孔立孔段1，采用￠311mm一级套管80m。自一级套管后利用无磁钻铤(1-2°)开始施工造斜段2，进入基岩后下￠244mm二级套管。

2、钻孔出造斜段2后调节方位施工底板主孔3，进入煤层底部灰岩4后，沿灰岩4中部顺层向前施工400-700m。

3、底板主孔3施工完成后，在底板主孔3的基础上，基岩合适位置调节方位施工底板分支孔301，采取前进式注浆方式注单液水泥浆，以类似方式施工底板其他底板分支孔301。将灰岩4含水层改造成隔水层。

4、底板主孔3全部施工结束后，再扫孔出二级套管的造斜段2后调节方位施工顶板主孔5，进入煤层顶部灰岩6后，沿灰岩6中部顺层向前施工400-700m。以类似方式施工煤层顶板灰岩6顺层顶板分支孔501，前进式高压注浆工艺注黄土水泥浆，将顶板灰岩6改造为弱含水层。

本发明的优点还在于：

(1)成功解放了受顶底板双重灰岩含水层威胁的煤层；

(2)解决了顶板水难以疏干的问题，实现了保水开采；

(3)灰岩含水层赋存范围明确，注浆效果好，减少注浆成本；

(4)保护了地下水生态平衡。

(5)此技术亦可应用于铁矿或者非金属矿等受顶底板双重水害威胁的矿井实现安全经济保水开采。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种等距水平定向顺层钻孔注浆改造顶底板双重灰岩的方法，施工钻孔立孔段和造斜段，调节方位施工底板主孔，进入煤层底部灰岩后，沿灰岩中部顺层向前施工；底板主孔施工完成后，在底板主孔的基础上，基岩合适位置调节方位施工底板分支孔，采取前进式注浆方式注单液水泥浆，以类似方式施工底板其他底板分支孔，将灰岩含水层改造成隔水层；底板主孔全部施工结束后，再扫孔出二级套管的造斜段后调节方位施工顶板主孔，进入煤层顶部灰岩后，以类似方式施工煤层顶板灰岩顺层顶板分支孔，前进式高压注浆工艺注黄土水泥浆，将顶板灰岩改造为弱含水层。本发明的有益效果是钻探工程量小、覆盖目的层范围广、顶板疏放水量少。

技术研发人员：武善元;王凯;刘磊
受保护的技术使用者：山东省邱集煤矿有限公司
技术研发日：2018.08.27
技术公布日：2018.12.07