地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法

摘要

本发明提供一种地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，本治理方法包括偏斜立井井筒、泄压孔与注浆孔的布置方式，以及注浆顺序。冲积层具体注浆时注浆孔与泄压孔的布置方式可选择为直线型、错位型和插花型布置方式的一种。在注浆时采用“反转跳跃式”的注浆顺序，首先从井筒偏斜方向的一侧开始注浆，逐级减缓井筒的偏斜程度，并在一定程度上起到纠偏的作用，同时采取沿偏斜方向跳跃对称注浆顺序，可有效提高地层注浆过程中偏斜立井井筒的安全性。本发明能够达到煤矿不停产安全地面注浆加固偏斜立井井筒的目的，并推广应用于类似条件偏斜立井井筒，具有显著的社会和经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法。

背景技术

1987年以来，我国黄淮和东北地区已有200多个立井井筒相继发生破损，严重威胁矿井生产安全，造成重大经济损失。经大量研究对其破坏机理形成以下共识，既造成上述破坏的主因是煤矿立井穿越的冲积层底部含水层(底砾层)多直接覆盖在煤系地层之上，煤矿生产导致底含疏水，即冲积层层底部含水层疏水，引起井筒周围土层产生二次固结沉降，产生作用于井筒之上的竖向附加力所致，次因是冻结壁融沉和季节温度应力等叠加效应。针对这种现象，提出了“竖让横抗”和“地面注浆加固井筒周围地层”两种治理方案，并收到预期的良好效果。

工程实践表明，针对黄淮和东北地区井筒破损提出的“竖让横抗”和“地面注浆加固井筒周围地层”两种治理方案，在井筒修复工程中多采用“竖让横抗”治理方案。而对于“地面注浆加固井筒周围地层”方案，因其在注浆过程中存在对既有运行井筒的安全威胁以及成本较高等问题，在实际井筒修复工程中较少采用。

近年来，山东省巨野矿区立井井筒出现了一种新的破损形态，以郭屯煤矿为例，该矿2010年3月正式投产后，于2015年左右发现：主、副、风三个井筒均发生了不同程度的偏斜，主井井筒向北、西两方向最大偏斜量分别为30mm、348mm；副井井筒向北、西两方向最大偏斜量分别为104mm、336mm；且井筒偏斜发生在表土基岩交界面以上表土段，呈由下而上逐渐增大分布，并均向该矿非对称开采工作面方向偏斜，部分段井筒装备与井壁的距离已不满足《煤矿安全规程》(2016版)安全间隙的要求，已严重威胁矿井生产安全。

针对该类井筒偏斜破损如采用“竖让横抗”治理方案虽可大幅衰减井筒竖向附加力，但无法终止或减缓井筒偏斜。而“地面注浆加固井筒周围地层”方案，可通过水泥浆对地层的加固获得终止或减缓井筒偏斜的效果。但是，对厚松散厚(400米以上)而言，一则，其注浆压力将达5～8MPa,对正在运行的既有井筒存在重大安全威胁；再则，如何通过注浆最大限度的对其纠偏，尚无可借鉴的研究成果和成功工程案例。

因此，需要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中常规地面注浆加固冲积层的方法无法进行深厚冲积层地面加固注浆的问题，本发明的技术方案能够填补目前尚无在既有偏斜立井井筒条件下深厚冲积层超固结土注浆方法的空白。可有效终止井筒偏斜发展并实现部分纠偏，达到煤矿不停产的条件下能安全地面注浆加固偏斜立井井筒的目的，并推广应用于类似条件偏斜立井井筒，具有显著的社会和经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，所述治理方法包括如下步骤：

S1，确定井筒的W方向；

S2，确定注浆孔和泄压孔的布孔圈径；

S3，确定注浆孔和泄压孔的钻孔布置方式；

S4，在步骤S3的布置方式完成的基础上，钻注浆孔和泄压孔；

S5，进行第一次反转跳跃式注浆，注浆由井筒的W方向开始对部分注浆孔进行注浆；

S6，进行第二次反转跳跃式注浆，注浆由井筒的W方向开始对步骤S5中剩余注浆孔进行注浆；

S7，步骤S5和步骤S6中的加固注浆完成后，对靠近井筒的W方向的半侧注浆系统进行低压复注；

S8，步骤S5、步骤S6和步骤S7的注浆完成后，将泄压孔和注浆孔进行封堵处理。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述步骤S1中井筒的W方向是通过井筒罐道的竖直程度检测来进行确定的，井筒W方向为井筒指向首采工作面的方向；

所述步骤S2中的布孔圈径是根据现场压水试验、试验注浆、试验孔取样室内试验来进行确定的；

所述步骤S3注浆孔和泄压孔的钻孔布置方式确定的具体做法是，先根据试验注浆取得的浆液扩散半径参数来确定注浆钻孔的间距和数量，然后进行注浆孔和泄压孔的钻孔位置布置；

再优选地，所述步骤S7中的低压复注压力≤步骤S5的第一次反转跳跃式注浆时的注浆压力减去2MPa。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述反转跳跃式注浆的具体做法为：

由最靠近W方向的未注浆的注浆孔作为A注浆孔，每次反转均由A注浆孔的一侧反向转为A注浆孔的另一侧的注浆孔进行注浆，然后再转为A注浆孔的正向一侧的注浆孔进行注浆，以此类推，每次跳跃均在前次同侧同向一侧的注浆孔的基础上间隔一个注浆孔进行注浆。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述A注浆孔在W方向顺时针一侧，则由A注浆孔先注浆，而后按照逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至最靠近W反方向的B注浆孔，待B注浆孔注浆结束后，取与A注浆孔关于W方向近似对称的相邻注浆孔作为a注浆孔，并由该注浆孔开始顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束；

所述A注浆孔在W方向逆时针一侧，由A注浆孔先注浆，而后按照顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃，直至最靠近W反方向的B注浆孔，待B注浆孔注浆结束后，取与A注浆孔关于W方向近似对称的相邻注浆孔作为a注浆孔，并由a注浆孔开始逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束；

所述A注浆孔在W方向上，则由A注浆孔先注浆，而后按照顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃或逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至最靠近W反方向的B注浆孔，待B注浆孔注浆结束后，取与A注浆孔最接近的相邻注浆孔作为a注浆孔，若a注浆孔在A注浆孔顺时针一侧，则由a注浆孔开始逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束，若a注浆孔在A注浆孔逆时针一侧，则由a注浆孔开始顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述注浆孔和泄压孔的钻孔位置布置方式为直线型，注浆孔进行地层加固注浆，相邻注浆孔和泄压孔进行泄压，具体步骤如下：

1)第一次反转跳跃式注浆从A注浆孔开始，在最靠近W方向的A注浆孔注浆时，通过与该A注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离A注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

2)按照顺时针方向间隔一个注浆孔，在顺时针第二个注浆孔注浆时，通过与该第二个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第二个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

3)按照逆时针方向间隔一个注浆孔，在逆时针第二个注浆孔注浆时，通过与该第二个注浆孔相邻的两个注浆孔、距离该第二个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

4)按照顺时针方向，在顺时针第二个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在顺时针第四个注浆孔注浆时，通过与该第四个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第四个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

5)按照逆时针方向，在逆时针第二个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在逆时针第四个注浆孔注浆时，通过与该第四个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第四个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

6)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至到未注浆的注浆孔没有相邻可进行泄压的注浆孔，只有通过距离该未注浆的注浆孔最近的泄压孔进行泄压；

7)第二次反转跳跃式注浆从a注浆孔开始，对a注浆孔进行注浆时，通过距离a注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

8)按照逆时针方向间隔一个注浆孔，在逆时针第一个注浆孔注浆时，通过距离该第一个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

9)按照顺时针方向间隔一个注浆孔，在顺时针或第三个注浆孔注浆时，通过距离该第三个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

10)按照逆时针方向，在逆时针第一个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在逆时针或顺时针第三个注浆孔注浆时，通过距离该第三个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

11)按照顺时针方向，在顺时针第三个注浆孔的基础上，间隔一个注浆孔在顺时针第五个注浆孔注浆时，通过距离该第五个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

12)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至所有注浆孔全部完成注浆；

13)对整个注浆系统靠近W方向的半侧进行低压复注，低压复注压力≤第一次反转跳跃式注浆时的注浆压力减去2MPa；

14)将泄压孔和注浆孔通过低压注浆进行封堵处理。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述注浆孔和泄压孔的钻孔位置布置方式为错位型，注浆孔进行地层加固注浆，相邻注浆孔和泄压孔进行泄压时的具体步骤如下：

1)第一次反转跳跃式注浆从A注浆孔开始，在最靠近井筒的W方向的A注浆孔注浆时，通过与该A注浆孔相邻的两个注浆孔、距离A注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

2)按照顺时针方向，间隔一个注浆孔在顺时针第二个注浆孔注浆时，通过与该第二个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第二个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

3)按照逆时针方向间隔一个注浆孔，在逆时针第二个注浆孔注浆时，通过与该第二个注浆孔相邻的两个注浆孔、距离该第二个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

4)按照顺时针方向，在顺时针第二个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在顺时针第四个注浆孔注浆时，通过与该第四个注浆孔相邻的两个注浆孔、距离该第四个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

5)按照逆时针方向，在逆时针第二个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在逆时针第四个注浆孔注浆时，通过与该第四个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第四个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

6)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至到注浆的注浆孔没有相邻可进行泄压的注浆孔，只有通过距离该注浆的注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压；

7)第二次反转跳跃式注浆从a注浆孔开始，对a注浆孔进行注浆时，通过距离a注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

8)按照逆时针或方向间隔一个注浆孔即A注浆孔，在逆时针第一个注浆孔注浆时，通过距离该第一个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

9)按照顺时针方向间隔一个注浆孔，在顺时针第三个注浆孔注浆时，通过距离该第三个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

10)按照逆时针方向，在逆时针第一个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在逆时针第三个注浆孔注浆时，通过距离该第三个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

11)按照顺时针方向，在顺时针第三个注浆孔的基础上间隔一个注浆孔，在顺时针第五个注浆孔注浆时，通过距离该第五个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

12)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至所有注浆孔全部完成注浆；

13)对整个注浆系统靠近W方向的半侧进行低压复注，低压复注压力≤第一次反转跳跃式注浆时的注浆压力减去2MPa；

14)将泄压孔和注浆孔通过低压注浆进行封堵处理。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述注浆孔和泄压孔的钻孔位置布置方式为插花型，注浆孔进行地层加固注浆，相邻注浆孔和泄压孔进行泄压时的具体步骤如下：

1)第一次反转跳跃式注浆从A注浆孔开始，在最靠近W方向的A注浆孔注浆时，当A注浆孔位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上，具体为：在A注浆孔注浆时，通过与A注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离A注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

2)按照顺时针方向，在顺时针第一个位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔进行注浆时，通过与该第一个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第一个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

3)按照逆时针方向，在逆时针第一个位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔进行注浆时，通过与该第一个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第一个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

4)按照顺时针方向，在顺时针第一个位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线的注浆孔的基础上，在顺时针第二个位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔进行注浆时，通过与该第二个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第二个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

5)按照逆时针方向，在逆时针第一个位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔的基础上，在逆时针第二个位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔进行注浆时，通过与该第二个注浆孔相邻的两个注浆孔以及距离该第二个注浆孔最近的泄压孔进行泄压处理；

6)依次类推，按照“反转跳跃式”注浆直至所有位于泄压孔的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔完成注浆；

7)第二次反转跳跃式注浆从a注浆孔开始，a注浆孔位于相邻的两个泄压孔的圆心分别与井筒的圆心连线所成夹角的平分线上，对a注浆孔注浆时，通过距离a注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

8)按照逆时针方向，对第一个位于相邻的两个泄压孔的圆心分别与井筒的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔进行注浆，通过距离该第一个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

9)按照顺时针方向，在顺时针第二个位于相邻的两个泄压孔的圆心分别与井筒的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔进行注浆，通过距离该第二个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

10)按照逆时针方向，在逆时针第二个位于相邻的两个泄压孔的圆心分别与井筒的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔进行注浆时，通过距离该第二个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

11)按照顺时针方向，在顺时针第三个位于相邻的两个泄压孔的圆心分别与井筒的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔进行注浆时，通过距离该第三个注浆孔最近的两个泄压孔进行泄压处理；

12)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至所有注浆孔全部完成注浆；

13)对整个注浆系统靠近W方向的半侧进行低压复注，低压复注压力≤第一次反转跳跃式注浆时的注浆压力减去2MPa；

14)将泄压孔和注浆孔通过低压注浆进行封堵处理。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，所述偏斜立井井筒由上而下穿过深厚冲积层和基岩层，所述偏斜立井井筒的原设计中心线与现井口的中心线不重合，所述偏斜立井井筒的罐道不垂直，以基岩段的井筒中心线为基础，冲积层段井筒W方向为煤矿首采工作面方向；

所述泄压孔以所述偏斜立井井筒的井口中心所在位置为圆心，在所述偏斜立井井筒的外圆周A上设置多个泄压孔，外圆周A的直径为R1；

所述注浆孔以所述偏斜立井井筒的井口中心所在位置为圆心，在所述偏斜立井井筒的外圆周B上设置多个注浆孔，外圆周B的直径为R2，且R2＞R1；

所述注浆孔与所述偏斜立井井筒外围的地面注浆泵站内的注浆泵相连接，用于向注浆孔注入浆液。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，所述泄压孔和所述注浆孔的钻孔布置方式为直线型、错位型和插花型中的一种；

所述直线型为所述偏斜立井井筒的圆心、所述注浆孔的圆心和所述泄压孔的圆心位于同一条直线上，所述注浆孔与所述泄压孔数量相同；

所述错位型为所述注浆孔的圆心位于两个相邻的所述泄压孔的圆心分别与所述偏斜立井井筒的圆心连线所成夹角的平分线上，所述注浆孔与所述泄压孔数量相同；

所述插花型为所述偏斜立井井筒的圆心和所述泄压孔的圆心连线的延长线上、相邻的两个所述泄压孔的圆心分别与所述偏斜立井井筒的圆心连线所成夹角的平分线上均设置有所述注浆孔，所述注浆孔是数量是所述泄压孔数量的两倍。

如上所述地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，优选地，相邻两个所述注浆孔之间的距离为L1，所述注浆孔与离该注浆孔最近的所述泄压孔之间的距离为L2，且L1＞L2；

再优选地，1.2×浆液扩散半径＜L1＜2×浆液扩散半径。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明相比现有技术至少具有如下的技术效果：本发明提供的地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法通过在井筒附近的外圆周布置多个泄压孔，在注浆孔的高压注浆过程中对井筒进行泄压保护，根据泄压孔的泄压效应，整个注浆过程采用“反转跳跃式”注浆。本发明解决了常规冲积层地层的注浆方法无法进行深立井地层的加固注浆的问题，能够填补目前尚无在既有偏斜立井井筒条件下深厚冲积层超固结土注浆方法的空白，避免了过大的注浆压力直接作用于偏斜立井井筒，而造成偏斜立井井筒的进一步破坏，通过对偏斜立井井筒进行冲积层段注浆加固起到了稳定地层、防止偏斜立井井筒进一步偏斜的目的，极大地提高了深立井地层加固注浆的稳定性，并且大大降低施工风险，社会、经济效益显著。

附图说明

图1为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔的间距俯视布置图；

图2为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔直线型结构布置图；

图3为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔错位型结构布置图；

图4为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔插花型结构布置图；

图5为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔直线型结构的孔号布置图；

图6为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔错位型结构的孔号布置图；

图7为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔插花型结构的孔号布置图；

图8为本发明实施例的偏斜立井井筒、注浆孔与泄压孔三维布置图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1～8所示，本发明提供了一种地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，针对偏斜立井井筒的偏斜治理方法包括如下步骤：

S1，确定井筒的W方向：偏斜立井井筒3的原设计中心线与现井口的中心线不重合，偏斜立井井筒3的罐道不垂直，以基岩段的井筒中心线为基础，冲积层段的井筒W方向为井筒指向首采工作面的方向。

S2，确定注浆孔1和泄压孔2的布孔圈径，步骤S2中的布孔圈径是根据现场压水试验、试验注浆、试验孔取样室内试验来进行确定的，具体是由现场压水试验、试验注浆、试验孔取样然后再经过室内试验可确定地层的渗透系数、影响半径和注浆扩散半径，为确保井筒的安全，在所测影响半径的基础上，乘以1.2-1.8倍的安全系数，作为注浆孔1的布孔圈径(以井筒中心为圆心的圆周)，取注浆孔1布孔圈径的1/2作为泄压孔2的布孔圈径。

S3，确定注浆孔1和泄压孔2的钻孔布置的方式。

S4，在步骤S3的布置方式完成的基础上，钻注浆孔1和泄压孔2。

S5，进行第一次反转跳跃式注浆，注浆由井筒W方向开始对部分注浆孔1进行注浆，“反转跳跃式”的注浆和泄压方法相比传统的注浆方法而言，“反转跳跃式”的注浆方法主要用于偏斜立井井筒3的地层加固和井筒纠偏。若从井筒偏斜反方向一侧开始注浆，极可能在注浆过程中加大井筒的偏斜程度，造成井筒的偏斜破裂，甚至出现突水、溃砂和淹井灾害的现象。而从井筒W方向一侧开始注浆，可逐渐减缓井筒的偏斜程度，并在一定程度上起到井筒纠偏的作用，同时关于W方向进行跳跃对称注浆，使得井筒在垂直W方向对称均匀受力，确保了地层注浆过程中偏斜立井井筒3的安全性，因此本发明采用井筒W方向一侧开始注浆。

S6，进行第二次反转跳跃式注浆，注浆由井筒W方向开始对步骤S5中剩余注浆孔1进行注浆。

S7，步骤S5和步骤S6中的加固注浆完成后，对靠近井筒W方向的半侧注浆系统进行低压复注。

S8，步骤S5、步骤S6和步骤S7的注浆完成后，将泄压孔2和注浆孔1进行封堵处理。

进一步地步骤S7中的低压复注压力≤步骤S5的第一次反转跳跃式注浆时的注浆压力减去2MPa。

步骤S1中井筒的W方向是通过井筒罐道的竖直程度检测来进行确定的，W为井筒的偏斜方向。

步骤S3注浆孔1和泄压孔2的钻孔方式的布置确定具体做法是，先根据试验注浆取得的浆液扩散半径参数来确定注浆钻孔的间距和数量，然后进行注浆孔1和泄压孔2的钻孔位置布置。

本发明以顺时针为起始方向进行注浆和泄压，当以逆时针为起始方向进行注浆和泄压时其原理与顺时针相同，因此以逆时针为起始方向的注浆和泄压的方法也在本发明的保护范围之内。

反转跳跃式注浆的具体做法为：

如图5～7所示，由最靠近W方向的未注浆的注浆孔作为A注浆孔，每次反转均由A注浆孔的顺时针一侧转为A注浆孔的逆时针一侧的注浆孔进行注浆，然后再转为A注浆孔1的顺时针一侧的注浆孔进行注浆，以此类推，每次跳跃均在前次同侧已注浆的注浆孔的基础上沿着注浆孔的布孔圆周的W反方向间隔一个注浆孔1进行注浆。

同理，由最靠近W方向的未注浆的注浆孔作为A注浆孔，每次反转均由A注浆孔的逆时针一侧转为A注浆孔的顺时针一侧的注浆孔进行注浆，然后再转为A注浆孔1的逆时针一侧的注浆孔进行注浆，以此类推，每次跳跃均在前次同侧已注浆的注浆孔的基础上沿着注浆孔的布孔圆周的W反方向间隔一个注浆孔1进行注浆。

A注浆孔在W方向顺时针一侧，则由A注浆孔先注浆，而后按照逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至最靠近W反方向的B注浆孔，待B注浆孔注浆结束后，取与A注浆孔关于W方向近似对称的相邻注浆孔1作为a注浆孔，并由该注浆孔开始顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束。

A注浆孔在W方向逆时针一侧，由A注浆孔先注浆，而后按照顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃，直至最靠近W反方向的B注浆孔，待B注浆孔注浆结束后，取与A注浆孔关于W方向近似对称的相邻注浆孔作为a注浆孔，并由a注浆孔开始逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束。

A注浆孔在W方向上，则由A注浆孔先注浆，而后按照顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃或逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至最靠近W反方向的B注浆孔，待B注浆孔注浆结束后，取与A注浆孔最接近的相邻注浆孔作为a注浆孔，若a注浆孔在A注浆孔顺时针一侧，则由a注浆孔开始逆时针跳跃—顺时针跳跃—逆时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束，若a注浆孔在A注浆孔逆时针一侧，则由a注浆孔开始顺时针跳跃—逆时针跳跃—顺时针跳跃，直至全部注浆孔注浆结束。

在本发明的具体实施例中，注浆孔1和泄压孔2的钻孔位置布置方式可以是直线型、错位型、混合型中的任意一种。而这三种注浆孔1与泄压孔2的布置方式的选取，是根据工程地质、水文地质资料进行选择的，例如地层孔隙率、渗透系数、节理裂隙发育情况、涌水量、水压和地层颗粒级配等综合选择的。

直线型方式的注浆孔1在注浆时，通过同圈相邻两个注浆孔1和内圈距离最近的泄压孔2进行泄压，在注浆压力不大，对泄压要求不高的时候可以采用这种布置方式，这种布孔方式比较简单。

错位型方式注浆孔1在注浆时，通过同圈相邻两个注浆孔1和内圈距离最近的两个泄压孔2进行泄压，在注浆压力比较大，对泄压要求较高的时候可以采用这种布置方式，这种布孔方式可以确保泄压过程的精确性和可靠性。

插花型方式注浆孔1在注浆时，由于兼顾直线型和错位型的特点，在需要加大注浆压力，同时需要增加注浆孔1个数的时候，可以采用这种布置方式。在实际工程时，可以根据具体的工程情况，适当的增加每一圈注浆孔1和泄压孔2的个数，也可以增加注浆孔1的圈数，亦可以在关键部位增加注浆孔1和泄压孔2的布置个数，本发明对此不作限定。

如图8所示，偏斜立井井筒3，偏斜立井井筒3由上而下穿过深厚冲积层和基岩层，偏斜立井井筒3的原设计中心线与现井口的中心线不重合，偏斜立井井筒3的罐道不垂直，以基岩段的井筒中心线为基础，冲积层段井筒W方向为煤矿首采工作面方向。

如图1～3所示，泄压孔2以偏斜立井井筒3的井口中心所在位置为圆心，在偏斜立井井筒3的外圆周A上设置多个泄压孔2，外圆周A的半径为R1。

注浆孔1以偏斜立井井筒3的井口中心所在位置为圆心，在偏斜立井井筒3的外圆周B上设置多个注浆孔1，外圆周B的半径为R2，且R2＞R1。

注浆孔1与偏斜立井井筒3外围的地面注浆泵站内的注浆泵相连接，用于向注浆孔1注入浆液。

如图2～4所示，泄压孔2和注浆孔1的钻孔布置方式为直线型、错位型和插花型中的一种。

直线型为偏斜立井井筒3的圆心、注浆孔1的圆心和泄压孔2的圆心位于同一条直线上，注浆孔1与泄压孔2数量相同。

错位型为注浆孔1的圆心位于两个相邻的泄压孔2的圆心分别与偏斜立井井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上，注浆孔1与泄压孔2数量相同。

插花型为偏斜立井井筒3的圆心和泄压孔2的圆心连线的延长线上、相邻的两个泄压孔2的圆心分别与偏斜立井井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上均设置有注浆孔1，注浆孔1是数量是泄压孔2数量的两倍。

相邻两个注浆孔1之间的距离为L1，注浆孔1与离该注浆孔1最近的泄压孔2之间的距离为L2，且L1＞L2。

进一步地，1.2×浆液扩散半径＜L1＜2×浆液扩散半径。

实施例1

如图5所示，注浆孔1和泄压孔2的钻孔位置布置方式为直线型，注浆孔1进行地层加固注浆，相邻注浆孔1和泄压孔2进行泄压，具体步骤如下：

1)第一次反转跳跃式注浆从A注浆孔101开始，在最靠近W方向的A注浆孔101注浆时，通过与该A注浆孔101相邻的注浆孔102和注浆孔116以及距离A注浆孔101最近的泄压孔201进行泄压处理。

2)按照顺时针方向，间隔一个注浆孔102在顺时针第二个注浆孔103注浆时，通过与该第二个注浆孔103相邻的注浆孔102和注浆孔104以及距离该第二个注浆孔103最近的泄压孔203进行泄压处理。

3)按照逆时针方向，间隔一个注浆孔116在逆时针第二个注浆孔115注浆时，通过与该第二个注浆孔115相邻的注浆孔116和注浆孔114以及距离该第二个注浆孔115最近的泄压孔215进行泄压处理。

4)按照顺时针方向，在顺时针第二个注浆孔103的基础上，间隔一个注浆孔104，在顺时针第四个注浆孔105注浆时，通过与该第四个注浆孔105相邻的注浆孔106和注浆孔104以及距离该第四个注浆孔105最近的泄压孔205进行泄压处理。

5)按照逆时针方向，在逆时针第二个注浆孔115的基础上，间隔一个注浆孔114，在逆时针第四个注浆孔113注浆时，通过与该第四个注浆孔113相邻的注浆孔114和注浆孔112以及距离该第四个注浆孔113最近的泄压孔213进行泄压处理。

6)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至到未注浆的注浆孔1没有相邻可进行泄压的注浆孔1，只有通过距离该未注浆的注浆孔1最近的泄压孔2进行泄压。

7)第二次反转跳跃式注浆从a注浆孔102开始，对a注浆孔102进行注浆时，通过距离a注浆孔102最近的泄压孔202进行泄压处理。

8)按照逆时针方向，间隔A注浆孔101在逆时针第一个注浆孔116注浆时，通过距离该第一个注浆孔116最近的泄压孔216进行泄压处理。

9)按照顺时针方向，在顺时针a注浆102的基础上，间隔一个注浆孔103在顺时针第三个注浆孔104注浆时，通过距离该第三个注浆孔104最近的泄压孔204进行泄压处理。

10)按照逆时针方向，在逆时针第一个注浆孔116的基础上，间隔一个注浆孔115在逆时针第三个注浆孔114注浆时，通过距离该第三个注浆孔114最近的泄压孔214进行泄压处理。

11)按照顺时针方向，在顺时针第三个注浆孔104的基础上，间隔一个注浆孔105在顺时针第五个注浆孔106注浆时，通过距离该第五个注浆孔106最近的泄压孔206进行泄压处理。

12)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至所有注浆孔1全部完成注浆。

13)对整个注浆系统靠近W方向的半侧进行低压复注，复注压力≤第一次注浆压力减去2MPa。

14)将泄压孔2和注浆孔1通过低压注浆进行封堵处理。

本实施例以顺时针为起始方向进行注浆，当以逆时针方向为起始方向进行注浆时原理与顺时针时相同，在此不再赘述。

实施例2

如图6所示，注浆孔1和泄压孔2的钻孔位置布置方式为错位型，注浆孔1进行地层加固注浆，相邻注浆孔1和泄压孔2进行泄压时的具体步骤如下：

1)第一次反转跳跃式注浆从A注浆孔116开始，在最靠近W方向的A注浆孔116注浆时，通过与该A注浆孔116相邻的注浆孔101和注浆孔115、距离A注浆孔116最近的泄压孔201和泄压孔216进行泄压处理。

2)按照顺时针方向，间隔一个注浆孔101在顺时针第二个注浆孔102注浆时，通过与该第二个注浆孔102相邻的注浆孔101和注浆孔103、距离该第二个注浆孔102最近的泄压孔202和泄压孔203进行泄压处理。

3)按照逆时针方向，在A注浆孔116的基础上，间隔一个注浆孔115在逆时针第二个注浆孔114注浆时，通过与该第二个注浆孔114相邻的注浆孔115和注浆孔113以及距离该第二个注浆孔114最近的泄压孔214和泄压孔215进行泄压处理。

4)按照顺时针方向，在顺时针第二个注浆孔102的基础上，间隔一个注浆孔103在顺时针第四个注浆孔104注浆时，通过与该第四个注浆孔104相邻的注浆孔103和注浆孔105、距离该第四个注浆孔104最近的泄压孔204和泄压孔205进行泄压处理。

5)按照逆时针方向，在逆时针第二个注浆孔114的基础上，间隔一个注浆孔113在逆时针第四个注浆孔112注浆时，通过与该第四个注浆孔112相邻的注浆孔113和注浆孔111以及距离该第四个注浆孔1112最近的泄压孔212和泄压孔213进行泄压处理。

6)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至到注浆的注浆孔1没有相邻可进行泄压的注浆孔1，只有通过距离该注浆的注浆孔1最近的两个泄压孔2进行泄压。

7)第二次反转跳跃式注浆从a注浆孔101开始，对a注浆孔101进行注浆时，通过距离a注浆孔101最近的泄压孔201和泄压孔202进行泄压处理。

8)按照逆时针方向，间隔注浆孔116在逆时针第一个注浆孔115注浆时，通过距离该第一个注浆孔115最近的泄压孔215和泄压孔216进行泄压处理。

9)按照顺时针方向，在a注浆孔101的基础上，间隔一个注浆孔102在顺时针第三个注浆孔103注浆时，通过距离该第三个注浆孔103最近的泄压孔203和泄压孔204进行泄压处理。

10)按照逆时针方向，在逆时针第一个注浆孔115的基础上，间隔一个注浆孔114在逆时针第三个注浆孔113注浆时，通过距离该第三个注浆孔113最近的泄压孔214和泄压孔213进行泄压处理。

11)按照顺时针方向，在顺时针第三个注浆孔103的基础上，间隔一个注浆孔104在顺时针第五个注浆孔105注浆时，通过距离该第五个注浆孔105最近的泄压孔205和泄压孔206进行泄压处理。

12)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至所有注浆孔1全部完成注浆。

13)对整个注浆系统靠近W方向的半侧进行低压复注，复注压力≤第一次注浆压力减去2MPa。

14)将泄压孔2和注浆孔1通过低压注浆进行封堵处理。

本实施例以顺时针为起始方向进行注浆，当以逆时针方向为起始方向进行注浆时原理与顺时针时相同，在此不再赘述。

实施例3

如图7所示，注浆孔1和泄压孔2的钻孔位置布置方式为插花型，注浆孔1进行地层加固注浆，相邻注浆孔1和泄压孔2进行泄压时的具体步骤如下：

1)第一次反转跳跃式注浆从A注浆孔101开始，在最靠近W方向的A注浆孔101注浆时，当A注浆孔101位于泄压孔2的圆心与井筒的圆心连线的延长线上时，具体做法为：在A注浆孔101注浆时，通过与A注浆孔101相邻的注浆孔102和注浆孔116以及距离A注浆孔101最近的泄压孔201进行泄压处理。

2)按照顺时针方向，在顺时针第一个位于泄压孔202的圆心与井筒3的圆心连线的延长线上的注浆孔103进行注浆时，通过与该第一个注浆孔103相邻的注浆孔102和注浆孔104以及距离该第一个注浆孔103最近的泄压孔202进行泄压处理。

3)按照逆时针方向，在逆时针第一个位于泄压孔208的圆心与井筒3的圆心连线的延长线上的注浆孔115进行注浆时，通过与该第一个注浆孔115相邻的注浆孔116和注浆孔114以及距离该第一个注浆孔1最近的泄压孔208进行泄压处理。

4)按照顺时针方向，在顺时针第二个位于泄压孔203的圆心与井筒3的圆心连线的延长线上的注浆孔105进行注浆时，通过与该第二个注浆孔105相邻的注浆孔104和注浆孔106以及距离该第二个注浆孔105最近的泄压孔203进行泄压处理。

5)按照逆时针方向，在逆时针第一个位于泄压孔208的圆心与井筒3的圆心连线的延长线上的注浆孔115的基础上，在逆时针第二个位于泄压孔207的圆心与井筒3的圆心连线的延长线上的注浆孔113进行注浆时，通过与该第二个注浆孔113相邻的注浆孔114和注浆孔112以及距离该第二个注浆孔113最近的泄压孔207进行泄压处理。

6)依次类推，按照“反转跳跃式”注浆直至所有位于泄压孔2的圆心与井筒的圆心连线的延长线上的注浆孔1完成注浆。

7)第二次反转跳跃式注浆从a注浆孔102开始，a注浆孔102位于相邻的泄压孔201与泄压孔202的圆心分别与井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上，对a注浆孔102注浆时，通过距离a注浆孔102最近的泄压孔201和泄压孔202进行泄压处理。

8)按照逆时针方向，对第一个位于相邻的泄压孔201与泄压孔208的圆心分别与井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔116进行注浆，通过距离该第一个注浆孔116最近的泄压孔201和泄压孔208进行泄压处理。

9)按照顺时针方向，在顺时针第二个位于相邻的泄压孔202与泄压孔203的圆心分别与井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔104进行注浆，通过距离该第二个注浆孔104最近的泄压孔202和泄压孔203进行泄压处理。

10)按照逆时针方向，在逆时针第二个位于相邻的泄压孔208与泄压孔207的圆心分别与井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔114进行注浆时，通过距离该第二个注浆孔114最近的泄压孔208和泄压孔207进行泄压处理。

11)按照顺时针方向，在顺时针第三个位于相邻的泄压孔203与泄压孔204的圆心分别与井筒3的圆心连线所成夹角的平分线上的注浆孔106进行注浆时，通过距离该第三个注浆孔106最近的泄压孔203和泄压孔204进行泄压处理。

12)依次类推，按照反转跳跃式注浆直至所有注浆孔1全部完成注浆。

13)对整个注浆系统靠近W方向的半侧进行低压复注，复注压力≤第一次注浆压力减去2MPa。

14)将泄压孔2和注浆孔1通过低压注浆进行封堵处理。

本实施例以顺时针为起始方向进行注浆，当以逆时针方向为起始方向进行注浆时原理与顺时针时相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种地面注浆加固深厚冲积层的偏斜立井井筒治理方法，本治理方法包括偏斜立井井筒、泄压孔与注浆孔的布置方式，以及注浆顺序。冲积层具体注浆时注浆孔与泄压孔的布置方式可选择为直线型、错位型或插花型布置方式的一种。在注浆时采用“反转跳跃式”的注浆顺序，首先从井筒偏斜方向的一侧开始注浆，逐级减缓井筒的偏斜程度，并在一定程度上起到纠偏的作用，同时采取沿偏斜方向跳跃对称注浆顺序，可有效提高地层注浆过程中偏斜立井井筒的安全性。本发明能够达到煤矿不停产安全地面注浆加固偏斜立井井筒的目的，并推广应用于类似条件偏斜立井井筒，具有显著的社会和经济效益。

本发明针对冲积层段井筒向某一方向偏斜，井筒原设计中心线与现井筒中心线不重合，严重威胁井筒安全提升与运行的事故隐患，通过不停产地面注浆加固地层，实现终止井筒偏斜发展并部分纠偏的效果，本发明针对既有偏斜立井井筒3条件下井筒的注浆加固问题采用“反转跳跃式”的注浆方式，不仅填补了针对既有偏斜立井井筒3条件深厚冲积层超固结土注浆方法的空白，而且避免了在偏斜反方向直接注浆时可能造成井筒偏斜程度进一步加强的缺陷，进一步对偏斜立井井筒3冲积层段进行了加固稳定作用，防止了井筒的进一步偏斜破坏，本发明注浆效果较好，较大程度缓解了偏斜立井井筒3进一步偏斜趋势，极大加强了偏斜立井井筒3的稳固作用，而且整个施工过程安全高效，具有显著的社会和经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。