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龙图腾网获悉中煤科工西安研究院(集团)有限公司申请的专利一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115467676B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211174953.0，技术领域涉及：E21D11/00；该发明授权一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法是由柳昭星;董书宁;王皓;杨建;张跃宏;郭小铭;董兴玲;王淑璇设计研发完成，并于2022-09-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法，基于在煤系地层含水岩层中预裂造缝‑注浆减水的思想，利用地面或井下水平定向钻对煤系地层含水岩层进行钻孔爆燃预裂，使原生裂隙相互连通成网或增加次生裂隙数量，提高岩层可注性，然后采用耗水浆液进行劈裂注浆，使得浆液填充进裂隙中，实现含水岩层的减水改造，从而消除煤层回采过程中含水岩层地下水突涌的威胁。

本发明授权一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法在权利要求书中公布了：1.一种煤层顶底板含水岩层水平孔超前注浆改造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤1，分析顶底板含、隔水层分布特征及其与煤层的空间关系，确定采动顶板导水裂隙带高度和底板破坏带深度； 步骤2，根据步骤1得到的顶板导水裂隙带高度和底板破坏带深度确定顶板和底板含水层减水改造层位和厚度； 步骤3，根据顶板导水裂隙带和底板破坏带所波及范围确定顶板和底板含水层减水改造区域面积； 步骤4，分析顶板和底板含水层减水改造区域钻孔爆燃裂隙数量、长度与爆燃参数的响应特征，确定爆燃预裂所用火药装药体积、质量和结构参数，进行爆燃预裂； 步骤5，通过室内试验确定顶板和底板含水层减水改造区域耗水材料及适用性配比，得到适用性耗水浆液； 步骤6，基于室内试验和数值计算分析顶板和底板含水层减水改造区域高压劈裂注浆裂隙起裂与不同地应力水平、钻孔参数的关系，结合地应力分布特征和顺层孔施工工艺，确定注浆孔空间布置参数和高压劈裂注浆终结压力，注浆孔空间布置参数包括顺层孔空间间距、长度和方位； 所述步骤2包括： 步骤2.1，根据步骤1得到的顶板导水裂隙带高度和底板破坏带深度与顶板含水层和底板含水层的关系，分别确定顶板含水层减水改造层位和底板含水层减水改造层位，减水改造层位位于顶板导水裂隙带和底板破坏带所波及的各个含水层中富水性最好的含水层； 步骤2.2，根据步骤1得到的导水裂隙带高度和底板破坏带深度范围内富水性最好的含水层确定减水改造厚度；当该富水性最好的含水层厚度较大且导水裂隙带和底板破坏带仅波及其下部部分并未涵盖该含水层时，减水改造厚度应大于导水裂隙带和底板破坏带所波及该含水层部分的厚度；当该富水性最好的含水层厚度较小且位于导水裂隙带和底板破坏带范围内时，减水改造厚度应不小于该含水层厚度； 所述步骤3中：当采区采动顶板导水裂隙带和底板破坏带在相同水文地质边界范围和断层边界范围内，以采区采动顶板导水裂隙带和底板破坏带所波及范围为含水层减水改造区域面积；当采区采动顶板导水裂隙带和底板破坏带所波及范围在不同的水文地质边界范围和断层边界范围内，以采区采动顶板导水裂隙带和底板破坏带所波及范围与水文地质边界范围和断层边界范围组合得到含水层减水改造区域面积； 所述步骤6包括： 分别采用劈裂注浆室内相似材料模型试验和劈裂注浆PFC数值模拟对典型顶板和底板含水层物理力学性质进行参数标定，确定顶板和底板含水层相似模型试验材料、配比和数值计算参数；基于上述参数，以及地应力条件、边界条件、裂隙条件，利用PFC数值计算软件模拟减水层劈裂注浆中裂隙起裂、延展和贯通过程，研究裂隙体的应力场、应变场和位移场，分析不同裂隙条件的顶板和底板减水层劈裂注浆裂隙起裂规律；基于真三轴压裂试验平台，考虑地应力水平、注浆压力、裂隙参数条件，利用不同性能减水浆液对试块进行压裂，根据注浆压力和流量变化，结合声发射和波速仪设备监测和采集的试验数据，分析得到不同地应力水平、裂隙参数以及不同减水浆液性能条件下的减水层劈裂注浆裂隙压力和延展特征； 根据煤层顶板和底板含水岩层爆燃裂隙发育规律、劈裂注浆裂隙起裂规律和范围、地应力分布特征、改造范围面积和顺层孔施工工艺，确定含水层改造位置的顺层孔布置方位、分支孔间距和长度参数； 采用劈裂注浆PFC数值模拟和劈裂注浆室内相似材料模型试验分析得到不同裂隙参数、地应力水平、减水浆液性能条件下下的顶板、底板目标减水层劈裂注浆裂隙起裂压力和延展特征，根据注浆压力线性偏移点与声发射信息得到裂隙起裂压力，根据裂隙延展长度与钻孔间距参数确定劈裂注浆终结压力值。

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