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龙图腾网获悉中国煤炭科工集团有限公司;中煤科工西安研究院(集团)有限公司申请的专利基于地下水资源保护的高孔隙率含水层超前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：CN119021693B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07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：202410985513.6，技术领域涉及：E21C41/18；该发明授权基于地下水资源保护的高孔隙率含水层超前改造方法是由王强民;王皓;王晓东;刘桂芹;王淑璇;张溪彧;孙洁;周振方;郭辰辰设计研发完成，并于2024-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于地下水资源保护的高孔隙率含水层超前改造方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种基于地下水资源保护的高孔隙率含水层超前改造方法，包括如下步骤：给出导水裂隙带计算公式并计算导水裂隙带发育高度，若导水裂隙带未进入隔水层，且原始隔水层厚度小于最优隔水层厚度x，则该区域需要针对高孔隙率含水层进行超前改造。改造时，从地面向下施工水平定向钻孔，将浆液输送至导水裂隙带顶界与隔水层底界之间的高孔隙率含水层；完成注浆工序后，在地面施工垂直检查孔，对注浆层位岩心进行取样测试。本发明采用注浆工艺将高孔隙率含水层的上段改造为隔水层，以此增大目标保护含水层下部的隔水层的厚度，减少隔水层上覆的目标保护含水层的地下水损失量，实现目标保护含水层地下水资源的保护。

本发明授权基于地下水资源保护的高孔隙率含水层超前改造方法在权利要求书中公布了：1.一种基于地下水资源保护的高孔隙率含水层超前改造方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1，收集区域导水裂隙带实测资料，分别统计导水裂隙带发育高度H、煤层开采厚度M、煤层开采深度D、采煤工作面宽度B，利用多元回归分析方法，得到导水裂隙带高度经验公式： 公式一：H＝α×M+β×B+γ×lnD+C 其中：α、β、γ为拟合参数，C为常数，D＝M1+M2+M3+M4，M1为目标保护含水层厚度、M2为隔水层厚度、M3为高孔隙率含水层厚度、M4为基岩含水层厚度，M1、M2、M3、M4均通过查找区域地质勘探钻孔资料得到； 同时测试得到目标保护含水层、隔水层、高孔隙率含水层与煤层的容重、弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比、孔隙率、渗透系数，在此基础上，以COMSOL多物理场耦合分析软件为模拟平台，构建煤层开采地下水失水模型，解析区内平均煤层厚度、平均煤层埋深条件下不同隔水层厚度和目标保护含水层地下水损失量的关系，得到如下公式： 公式二：y＝a+b×cx 其中：y为地下水损失量，x为隔水层厚度，b、c为拟合参数，a为常数； 当dydx＝-0.75时，隔水层厚度x为最优隔水层厚度，将公式二进行求导变换，最优隔水层厚度x用下式求得： 公式三： 步骤S2，基于各勘探钻孔的隔水层厚度M2数据，绘制区域隔水层厚度等直线分布图，圈定导水裂隙带未进入隔水层且原始隔水层厚度小于最优隔水层厚度x的区域，认为该区域需要针对高孔隙率含水层进行超前改造； 步骤S3，对隔水层进行取样，测试并获得隔水层的矿物成分和力学参数，通过配比试验获得与隔水层性质相近的注浆材料； 步骤S4，基于区域勘探钻孔资料，利用公式一计算所在区域的导水裂隙带发育高度H，绘制导水裂隙带顶界面等值线图，从地面向下施工水平定向钻孔，保持水平定向钻孔终孔层位在隔水层底界下部的15-20m处； 步骤S5，利用注浆泵将浆液通过水平定向钻孔输送至导水裂隙带顶界与隔水层底界之间的高孔隙率含水层； 步骤S6，完成注浆工序后，在地面施工垂直检查孔，对注浆层位岩心进行取样，观察并测量浆液扩散距离L，并开展压水试验，测试注浆层位渗透系数，当浆液扩散距离L与隔水层厚度M2之和大于最优隔水层厚度x，且压水试验测试的注浆层位渗透系数与隔水层渗透系数的比值小于0.8时，则认为满足改造要求；若不满足要求，则需要再次注浆，直至满足要求。

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