本發(fā)明涉及煤礦開采防治水，具體涉及一種巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法。
背景技術(shù)：
1、燒變巖在我國(guó)西部的淺埋煤層區(qū)廣泛分布，巖石受到火燒而坍塌、變形，形成了裂隙、孔洞發(fā)育的碎裂巖層，有利于地下水的儲(chǔ)存、運(yùn)移，在地形構(gòu)造有利部位形成強(qiáng)含水層，是形成淺埋煤層采掘水害的主要含水體之一。燒變巖體自承載能力差，具有易變形、易透水、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，巷道穿越燒變巖富水區(qū)存在突涌水及支護(hù)困難的問題，在實(shí)際工程應(yīng)用中亟需一套綜合考慮截流防水及圍巖加固的超前注漿控制方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，采用超前探測(cè)以及超前群孔帷幕注漿的方式，解決巷道穿越燒變巖富水區(qū)問題，所述方法包括：
2、步驟s1、檢測(cè)巷道掘進(jìn)范圍地表的數(shù)據(jù)，確定燒變巖區(qū)富水區(qū)范圍；
3、步驟s2、基于所述燒變巖區(qū)富水區(qū)范圍得到燒變圍巖巷道突水閾值，基于所述燒變圍巖巷道突水閾值得到帷幕范圍、單次注漿范圍和注漿輪次；
4、所述步驟s2中，所述燒變圍巖巷道突水閾值得到帷幕范圍的過程具體包括：
5、基于燒變圍巖巷道突水閾值和安全系數(shù)計(jì)算超前注漿安全距離；
6、基于所述超前注漿安全距離確定帷幕范圍；
7、基于燒變圍巖巷道突水閾值和安全系數(shù)計(jì)算超前注漿安全距離具體包括：
8、
9、其中，t為超前注漿安全距離，λ為安全系數(shù)，μ為防隔水層泊松比，δt為防隔水層抗拉強(qiáng)度，α為燒變巖含水層與巷道走向夾角，p為燒變巖水壓，r為1/2巷道寬度；
10、步驟s3、基于所述帷幕范圍、單次注漿范圍和注漿輪次確定注漿參數(shù)；
11、步驟s4、基于注漿參數(shù)對(duì)所述燒變巖區(qū)富水區(qū)范圍進(jìn)行超前預(yù)注漿施工；
12、步驟s5、注漿鉆孔結(jié)束工作后，對(duì)注漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)和巷道掘進(jìn)，當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果符合預(yù)設(shè)要求時(shí)，完成巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿。
13、可選的，所述步驟s1中，所述巷道掘進(jìn)范圍地表的數(shù)據(jù)包括地面瞬變電磁、巷道迎頭瞬變電磁和巷道迎頭超前鉆孔。
14、可選的，所述步驟s1中，確定燒變巖區(qū)富水區(qū)范圍的過程具體包括：
15、對(duì)巷道掘進(jìn)范圍地表進(jìn)行瞬變電磁檢測(cè)，基于檢測(cè)結(jié)果確定燒變巖積水邊界，并基于所述檢測(cè)結(jié)果的視電阻率對(duì)地層及富水情況進(jìn)行劃分；
16、在所述燒變巖積水邊界的預(yù)設(shè)范圍進(jìn)行超前鉆孔探測(cè)，并進(jìn)行巷道迎頭超前瞬變電磁勘測(cè)，得到巷道迎頭瞬變電磁和巷道迎頭超前鉆孔；
17、基于地面瞬變電磁、巷道迎頭瞬變電磁和巷道迎頭超前鉆孔確定燒變巖區(qū)富水區(qū)范圍。
18、可選的，基于所述檢測(cè)結(jié)果的視電阻率對(duì)地層及富水情況進(jìn)行劃分具體為：
19、視電阻率ρ≥1000ω·m為燒變巖地層、1000ω·m＞ρ≥400ω·m為煤層、400ω·m＞ρ≥120ω·m為煤系地層、ρ＜120ω·m燒變巖含水地層。
20、可選的，所述注漿輪次n的確定過程為：
21、n＝(d2-d1+t)/(s-t)
22、其中，d1、d2為燒變巖范圍的進(jìn)尺，s為單次注漿范圍。
23、可選的，所述步驟s3中，注漿參數(shù)包括注漿方式、注漿壓力、壓力擴(kuò)展范圍、單次注漿開孔位置、單次注漿終孔位置和注漿間隔。
24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
25、本發(fā)明的巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，通過精準(zhǔn)的水文地質(zhì)探測(cè)、科學(xué)的帷幕注漿設(shè)計(jì)、優(yōu)化的施工參數(shù)及嚴(yán)格的效果檢驗(yàn)，在穿越燒變巖富水區(qū)時(shí)提供了一種高效、安全、經(jīng)濟(jì)的超前注漿方法。該方法可廣泛應(yīng)用于煤礦、金屬礦、鐵路隧道等工程領(lǐng)域，對(duì)提升巷道掘進(jìn)中的水害防治能力、保障工程安全具有重要意義。與現(xiàn)有的燒變巖巷道過燒變巖富水區(qū)措施相比，具有以下特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)：
26、1、現(xiàn)有手段多采用單一探測(cè)手段(如超前鉆孔或地面物探)，容易因探測(cè)盲區(qū)或誤差導(dǎo)致水害識(shí)別不準(zhǔn)確，本發(fā)明針對(duì)燒變巖地層及其含水情況的視電阻率特性，超前鉆孔多種探測(cè)方式，形成三維立體監(jiān)測(cè)體系，提高燒變巖富水區(qū)識(shí)別精度；
27、2、結(jié)合燒變圍巖突水閾值、安全系數(shù)及地層水力學(xué)特性，通過公式計(jì)算超前注漿安全距離t，確保帷幕注漿覆蓋進(jìn)尺d1-t至d2+t范圍，解決了依賴經(jīng)驗(yàn)確定注漿范圍容易造成注漿盲目、隔水層厚度不足或過度注漿的問題，采用分輪次、分階段注漿策略，確保形成連續(xù)、穩(wěn)定、高效的隔水帷幕，大大降低突水風(fēng)險(xiǎn)，保證巷道安全掘進(jìn)。
28、3、依據(jù)安全系數(shù)λ、防隔水層泊松比μ、抗拉強(qiáng)度δt、含水層角度α及水壓p等參數(shù)，合理的確定超前注漿帷幕的安全距離、注漿范圍、注漿輪次、鉆孔數(shù)量等參數(shù)，從而普適性的運(yùn)用于煤礦、金屬礦、鐵路隧道等工程領(lǐng)域，對(duì)提升巷道掘進(jìn)中的燒變巖水害防治能力、保障工程安全具有重要意義。
1.一種巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述巷道掘進(jìn)范圍地表的數(shù)據(jù)包括地面瞬變電磁、巷道迎頭瞬變電磁和巷道迎頭超前鉆孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，其特征在于，所述步驟s1中，確定燒變巖區(qū)富水區(qū)范圍的過程具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，其特征在于，基于所述檢測(cè)結(jié)果的視電阻率對(duì)地層及富水情況進(jìn)行劃分具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，其特征在于，所述注漿輪次n的確定過程為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道穿越燒變巖富水區(qū)超前帷幕注漿方法，其特征在于，所述步驟s3中，注漿參數(shù)包括注漿方式、注漿壓力、壓力擴(kuò)展范圍、單次注漿開孔位置、單次注漿終孔位置和注漿間隔。