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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注浆改造厚含水砂层提高煤层开采上限的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：CN115961954B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19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：202310007955.9，技术领域涉及：E21C41/18；该发明授权一种注浆改造厚含水砂层提高煤层开采上限的方法是由郑士田;邢茂林;赵少磊;石志远;杜博涛;崔思源;吴佩;郑硕设计研发完成，并于2023-01-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种注浆改造厚含水砂层提高煤层开采上限的方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种注浆改造厚含水砂层提高煤层开采上限的方法，包括：步骤一：确定提高上限需要治理的范围；1提高上限段的垂高H提＝H裂+H保+H风‑H垮；2厚含水砂层的注浆改造范围；根据基岩和松散层移动角计算注浆改造的长度和宽度；步骤二：布置钻孔。采用本发明的方案可注浆改造厚松散含水砂层为隔水层，将留设防水煤岩柱改变为留设防塌煤岩柱，提高开采上限，解放松散含水体下压覆的煤炭资源。根据不同分段采用不同配比的粉煤灰‑水泥浆液，保证注浆改造效果的同时节约了注浆材料成本。

本发明授权一种注浆改造厚含水砂层提高煤层开采上限的方法在权利要求书中公布了：1.一种注浆改造厚含水砂层提高煤层开采上限的方法，其特征在于，包括： 步骤一：确定提高煤层开采上限需要治理的范围； 1提高上限段的垂高H提＝H裂+H保+H风-H垮； 式中：H提为提高上限的垂高，m；H裂为导水裂隙带最大高度，m；H保为保护层厚度，m；H风为基岩风化含水层带深度，m；H垮为垮落带最大高度，m； 2厚含水砂层的注浆改造范围 根据基岩和松散层移动角计算注浆改造的长度和宽度； L长＝LA+L1+L2＝H提tanα+H基cotδ+H砂cotφ； L宽＝LB+2L1+2L2＝LB+2H基cotδ+2H砂cotφ； 式中：L长为工作面走向改造长度，m；L宽为工作面倾向改造宽度，m；LA为工作面提高上限段走向水平投影长度，m；LB为工作面提高上限段倾向水平投影长度，m；L1为基岩段改造水平投影长度，m；L2为含水砂层段改造水平投影长度，m；H基为煤层顶板基岩垂高，m；H砂为砂层厚度，m；α为煤层倾角，°；δ为基岩移动角，°；为松散层动角，°； 步骤二：在确定注浆改造范围的厚含水砂层内布置钻孔，所述的布置钻孔具体包括：钻孔分一序和二序，两序钻孔隔排错位设置，同排钻孔间距D为40～60m，排距为0.5D； 步骤三：钻孔并下入套管； 在步骤二确定的孔位上钻垂直孔，套管按照“长短腿”式设置，即沿煤层倾向方向套管的下至深度递增，某钻孔套管的下至深度为厚含水砂层下H套深度处； H套的计算方法是： 式中：H套为套管在厚含水砂层顶界下的深度，m；M为煤层开采厚度，m；Ld为钻孔至治理范围最浅处边界的水平距离，m；L长为工作面走向改造长度，m；H砂为砂层厚度，m； 步骤四：分序递进分段循环注浆； 分序递进注浆：一序和二序钻孔递进注浆，奇数排为一序钻孔，偶数排为二序钻孔；同序次钻孔以排为单位递进交替进行泄压诱导注浆，即某排钻孔注浆时下一排钻孔作为排水孔泄压；注浆过程中通过排水孔返水-返砂-返浆三个阶段判断浆液扩散直至联通的过程，当出现返浆时将排水孔孔口封闭，继续注浆扩大劈裂通道； 分段循环注浆：每次注浆段长度为4～6m，每次注浆达到结束标准后下延至下一个注浆段，没有达到结束标准则重复注浆；终孔深度为进入风化带10～20m； 所述注浆的水泥粉煤灰浆液的配比为：根据改造目的将治理段由上至下分为三段； 第一段为套管底口至基岩顶两倍采厚处，采用质量百分含量为20％～50％的粉煤灰-水泥浆进行充填压密，粉煤灰含量随着孔深增加逐步降低至20％； 第二段为基岩之上两倍采厚的砂层改造后充当保护层，需要高的结石率和较高的强度，采用质量百分含量为10％～20％的粉煤灰-水泥浆； 第三段为基岩风化带，需要将风化破碎的岩石注浆固结使之具有较高的完整性和隔水性，采用纯水泥浆或质量百分含量为10％以内的粉煤灰-水泥浆。

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