[發(fā)明專利]一種用于連通上下煤層中的地下水庫的連接裝置及連接方法

有效

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• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104121036A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧大釗;李全生;曹志國;陳蘇社
• 申請（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;張相升

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭開采與水利工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于連通上下煤層中的地下水庫的連接裝置及連接方法。

背景技術(shù)

西部地區(qū)是我國煤炭主產(chǎn)區(qū)，但該地區(qū)水資源匱乏和生態(tài)環(huán)境脆弱。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，2012年西部能源“金三角”地區(qū)(榆林、鄂爾多斯和寧東)煤炭產(chǎn)量占全國的27％，但水資源僅占0.37％，水資源匱乏已成為該地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸之一。

西部每采一噸煤平均排放礦井水2噸左右，大量外排的礦井水經(jīng)處理后外排地表，由于該地區(qū)蒸發(fā)量是降雨量的6倍左右，外排礦井水很快蒸發(fā)損失浪費。為保護寶貴的水資源，神華集團經(jīng)過歷年技術(shù)探索，在神東礦區(qū)研發(fā)成功煤礦分布式地下水庫技術(shù)，即利用煤炭開采形成的采空區(qū)巖體空隙進行儲水，充分利用采空區(qū)巖體凈化機理，實現(xiàn)礦井水井下自凈化。目前，在神東礦區(qū)累計建成32座煤礦地下水庫，儲水量2700萬m3，供應(yīng)了礦區(qū)95％以上的用水，為礦區(qū)建成2億噸級礦區(qū)提供了水資源保障。

為進一步加大井下儲水量和保障地下水庫運行安全，大柳塔礦首次建成世界首座煤礦分布式地下水庫，利用庫間管道將同層和不同層地下水庫相連通，實現(xiàn)水資源科學(xué)調(diào)配和突發(fā)情況下地下水庫調(diào)水，有效保障了井下生產(chǎn)安全，實現(xiàn)了煤炭資源與水資源協(xié)調(diào)開采。

要實現(xiàn)不同地下水庫之間的相互連通，必須建設(shè)庫間管道，同一水平的地下水庫可通過管道相互連通，但是不同煤層之間跨度高達數(shù)百米左右，采用傳統(tǒng)管道連通方式，即通過上下水平煤層連通巷道建設(shè)管道，面臨鋪設(shè)管道距離長、安全隱患大多、投資大和管理難等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能夠在不同煤層之間可垂直連接連通，合理調(diào)配地下水庫水資源、保障安全運行和節(jié)約投資的一種用于連通上下煤層中的地下水庫的連接裝置及連接方法。

本發(fā)明技術(shù)方案提供一種用于連通上下煤層中的地下水庫的連接裝置，包括布置在上下煤層中的地下水庫之間的鉆孔，所述鉆孔沿著垂直方向設(shè)置，并連通上煤層中的所述地下水庫和下煤層中的所述地下水庫，其中，所述鉆孔內(nèi)布置有至少一根向所述下煤層中的所述地下水庫中供水的供水管道，所述鉆孔內(nèi)還布置有至少一根用于將污水排出的排水管道，所述排水管道和所述供水管道通過注漿層緊固在所述鉆孔內(nèi)。

進一步地，在所述鉆孔內(nèi)均勻地布置多根所述供水管道和多根所述排水管道，任意相鄰的兩根所述供水管道、任意相鄰的兩根所述排水管道及任意相鄰的一根所述供水管道和一根所述排水管道之間均形成有間隙，所述間隙內(nèi)澆筑有所述注漿層。

進一步地，所述供水管道由多段供水管順次連接形成，每相鄰的兩段所述供水管之間通過螺紋連接在一起；所述排水管道由多段排水管順次連接形成，每相鄰的兩段所述排水管之間也通過螺紋連接在一起。

進一步地，每段所述供水管上還設(shè)置有供水管套圈，所述供水管套圈與所述供水管一體成型，每個所述供水管套圈上設(shè)置有螺栓孔，相鄰的兩段所述供水管上的所述供水管套圈通過螺栓連接在一起；每段所述排水管上還設(shè)置有排水管套圈，所述排水管套圈與所述排水管一體成型，每個所述排水管套圈上設(shè)置有螺栓孔，相鄰的兩段所述排水管上的所述排水管套圈也通過螺栓連接在一起。

進一步地，相鄰的兩段所述供水管上通過所述螺栓連接在一起的兩個所述供水管套圈焊接在一起；相鄰的兩段所述排水管上通過所述螺栓連接在一起的兩個所述排水管套圈焊接在一起。

進一步地，所述鉆孔位于所述上煤層中的所述地下水庫的出水口處。

本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種用于連通上下煤層中的地下水庫的連接方法，包括如下步驟：步驟1：在上煤層中的地下水庫的出水口處垂直向下施工導(dǎo)向孔，直至所述導(dǎo)向孔連通所述上煤層中的所述地下水庫和所述下煤層中的所述地下水庫；步驟2：所述導(dǎo)向孔施工完成后，采用擴孔鉆頭對所述導(dǎo)向孔進行擴孔施工，一次形成所需鉆孔；步驟3：在所述鉆孔內(nèi)均勻地布置多根供水管道和多根排水管道，并在任意相鄰的兩根所述供水管道、任意相鄰的兩根所述排水管道及任意相鄰的一根所述供水管道和一根所述排水管道之間均形成間隙；步驟4：將所述鉆孔位于所述下煤層處進行封孔，并由下往上均勻地向所述鉆孔內(nèi)注入水泥漿，并通過注入的所述水泥漿將所述供水管道和所述排水管道固定在所述鉆孔內(nèi)；步驟5：完成施工。