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申请/专利权人：中煤科工西安研究院(集团)有限公司

摘要：本发明公开了一种饱水砂层下薄基岩区域井下定向根管钻进可控注浆顶板超前改造防溃砂工艺，采用井下长距离定向水平钻孔代替地面垂直孔，消除了地面施工带来的征地、破坏地面生态环境与建筑物的影响；单次超前治理距离超过500m，极大地提高施工效率；本方法还设计了一种阀式注浆管利用双动力头钻机进行跟管钻进，解决了在风化基岩及上覆饱水砂层撤钻后难以成孔的难题；注浆时，阀式注浆管又转为注浆外管，实现了分段、多次、高压劈裂、低压慢注等注浆工艺；注浆结束后，留存于地层中的钢制阀式注浆管能够起到管棚作用，提高了顶板强度，实现了“一管多用”，提升注浆效果，减少工程量，适于工业上大规模使用与推广。

主权项：1.一种饱水砂层下薄基岩区域井下定向跟管钻进可控注浆顶板超前改造防溃砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：搜集相关地质资料，确定待改造区的采煤工作面顶板完整基岩层、风化基岩层、隔水层与砂层的厚度和分布层位；绘制采煤工作面顶板注浆改造地质剖面图，并建立对应的受注风化基岩地层浆液扩散控制模型；步骤2，设计钻场的数量以及每个钻场的位置；在每个钻场内设计对应的定向钻孔成孔层，并确定定向钻孔成孔层的水平轨迹；步骤3，在每个定向钻孔成孔层内设计多个待钻进定向钻孔，并设计每个待钻进定向钻孔的轨迹；步骤4，在地质套管的管壁上开设多个出浆孔，在每个出浆孔处对应安装一个规格匹配的逆止阀，形成阀式注浆管；步骤5，选择一个待钻进定向钻孔，采用双动力头定向钻机进行钻进作业；令双动力头定向钻机的一个动力头带动钻具按照设计好的轨迹进行钻进，形成一个定向钻孔后撤出钻具，另一个动力头带动阀式注浆管，在钻进作业的过程中同步实现阀式注浆管的安装；形成一个定向钻孔，完成一次钻进作业；选择一个还未进行钻进作业的待钻进定向钻孔，按照步骤5中上述步骤进行工作，直至完成所有的钻进作业。步骤6，选择一个定向钻孔，采用注浆管下至定向钻孔孔底，灌入套壳料，待套壳料从孔口返出时停止灌入；选择其他未灌入套壳料的定向钻孔，按照步骤6中上述方法灌入套壳料，直至所有定向钻孔都已灌入套壳料；步骤7，选择一个已灌入套壳料的定向钻孔进行注浆；当浆液达到设计要求的注浆量时回撤注浆装置，进行下一段注浆；以此类推，进行多段注浆直至完成第一次水平段全段注浆；在第一次水平段全段注浆的浆液初凝与终凝之间，使用带有两个封隔器的注浆装置下至孔底，由孔底向孔口进行下一次注浆，直至达到注浆结束标准；选择其他已灌入套壳料的钻孔，按照步骤7中的上述方法进行注浆，直至所有定向钻孔均完成注浆；步骤8，对所有定向钻孔采用水泥浆进行封孔。

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