单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法

1.单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、分析离层发育规律，确定地表建/构筑物保护煤柱范围；S2、构建组合封堵坝体，以阻止单侧开放条件下离层注浆时浆液向已开采区域上方目标离层剩余空间流动运移，具体的步骤为：在保护煤柱边界上方地表沿采煤工作面推进方向以目标关键层周期性运动步距l为钻孔间距施工三排坝体注浆孔，首先在第一级坝体注浆孔中注入第一级注浆浆液，然后在第二级坝体注浆孔中注入第二级注浆浆液，最后在第三级坝体注浆孔中注入第三级注浆浆液；S3、组合封堵坝体进行监测与评价；S4、判断组合封堵坝体是否漏浆，若是，则对组合封堵坝体进行局部补强，否则不进行局部补强。 2.根据权利要求1所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，S1中，分析离层发育规律，确定地表建/构筑物保护煤柱范围具体包括：根据相关地质资料，确定煤层埋深、开采区域范围、采高数据，综合物理模拟、数值模拟、理论分析方法研究岩层移动特征，分析覆岩离层发育规律，明确注浆离层层位、离层是否闭合、关键层是否破断，根据岩层移动特征和覆岩离层发育规律获得目标关键层周期性运动步距l以及离层注浆条件下岩层移动角，再根据获得的岩层移动角和岩层厚度确定地表建/构筑物保护煤柱边界。 3.根据权利要求2所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，离层注浆条件下地表建/构筑物保护煤柱范围为：L b ＝L 建 +2(a+H s /tanφ+H d1 /tanβ+H d2 /tanδ)式中，L b 为建/构筑物保护煤柱范围；L 建 为建/构筑物长度；a为安全距离；Hs为松散层厚度；φ为松散层移动角；H d1 为注浆层～松散层段基岩的厚度；β为注浆层～松散层段基岩的移动角；H d2 为煤层～注浆层段基岩的厚度；δ为煤层～注浆层段基岩的移动角。 4.根据权利要求3所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，确定地表建/构筑物保护煤柱范围后，沿采煤工作面推进方向，在采煤工作面地表距离建/构筑物L米处施工坝体注浆孔：L＝a+H s /tanφ+H d1 /tanβ+H d2 /tanδ式中，L为地表建/构筑物左侧保护煤柱范围。 5.根据权利要求4所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，第一级注浆浆液是由速干水泥和锯末、破碎秸秆制备而成的浆液，第二级注浆浆液是由普通水泥和锯末、破碎秸秆制备而成的浆液，第三级注浆浆液是由粉煤灰和锯末、破碎秸秆制备而成的浆液。 6.根据权利要求1所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，S3中综合采用孔口注浆压力以及物探方法和钻探方法监测组合封堵坝体情况，根据孔口注浆压力大小和物探、钻探结果判断组合封堵坝体是否漏浆。 7.根据权利要求6所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，孔口注浆压力大小通过下式判断：P 孔 ＝P 注 -H 1 γ 1 ≥P 地 -H 1 γ 1 ＝H 1 (γ-γ 1 )式中，P 孔 为注浆钻孔上口的注浆压力；P 注 为注浆充填压力；P 地 为注浆充填层以上地层自然压力；H 1 为地表到注浆充填层位的孔深；γ为注浆充填层以上地层的综合比重；γ 1 为充填浆液的比重。 8.根据权利要求7所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，组合封堵坝体是否漏浆的判断标准如下：当孔口注浆压力P保持相对恒定且物探、钻探结果显示坝体与上覆岩层之间无空隙存在，认为组合封堵坝体整体完好，没有漏浆；当孔口注浆压力P一直下降且物探、钻探结果显示坝体与上覆岩层之间存在空隙时，认为组合封堵坝体漏浆，需要对组合封堵坝体进行局部补强。 9.根据权利要求8所述的单侧开放条件下离层注浆分级封堵、监测与补强一体方法，其特征在于，若判断组合封堵坝体漏浆时，通过组合封堵坝体注浆孔加压注入由超细水泥和锯末、破碎秸秆制备的浆液进行封堵；并且在对组合封堵坝体进行注浆封堵过程中以及后续注浆充填过程中，继续通过孔口注浆压力和物探、钻探方法对组合封堵坝体进行监测。