[發明專利]一種煤層為主含水層礦井井筒揭煤方法

有效

• 申請號: 201610322505.9
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105804754B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 巨峰;郭帥;李百宜;裴玉龍;肖猛;付志鵬
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明是一種井筒揭煤方法，尤其是一種解決突水問題的以煤層為主含水層礦井井筒揭煤方法。

背景技術

我國礦山突水問題一直是制約礦山安全生產的重大技術難題。針對這一問題，國內外已形成了防水煤巖柱留設、疏干降壓、巖層注漿改造等突水防治方法。煤層為主含水層的水文地質特征在煤礦中為首次發現，此類礦井水害防治及揭煤技術國內外未見明確報道。

發明內容

本發明目的是針對煤層為主含水層這一特殊水文地質所引起的安全揭煤與防治突水問題，提供一種煤層為主含水層礦井井筒揭煤方法。

為實現上述目的，本發明的煤層為主含水層礦井井筒揭煤方法，包括以下步驟：

a.從地面垂直向下施工立井至煤層上方上覆巖層內隔水層或弱含水層處；

b.從立井內垂直向下施工排水孔至煤層內，按常規進行煤層排水卸壓；

c.煤層排水卸壓完畢后，在立井內施工的排水孔上方進行注漿封堵，注漿封堵的高度為5～10m；

d.待注漿封堵完畢后，由立井底部傾斜向煤層方向掘進斜井，同時在斜井中建立臨時排水系統；

e.在斜井掘進過程中，從斜井向煤層垂直方向間隔距離施工多個排水孔；

f.當斜井掘進至煤層時，在斜井掘進頭向煤層內施工超前鉆孔；

g.在位于超前鉆孔的前方從地面垂直向煤層施工一直排鉆孔，對超前鉆孔前方的煤層進行卸壓排水，斜井中的煤層水通過臨時排水系統排至地面。超前鉆孔前方的煤層水通過直排鉆孔排至地面；

h.待煤層水卸壓后，沿超前鉆孔繼續掘進斜井至煤層內，從而實現含水層礦井井筒內的安全揭煤。

所述排水鉆孔和超前鉆孔排水卸壓的量為涌出水量降至100m³/h以下，煤層水卸壓降為0.1MPa以下。

所述由立井底部傾斜向煤層方向掘進的角度為6～12°。

所述從立井內垂直向下施工至煤層內的排水孔為3～5個。

所述從斜井向煤層垂直方向施工多個排水孔的水平間隔距離為2.5～3.5m。

有益效果：本發明通過注漿封堵解決直接打井筒揭煤時突水淹井問題，運用多學科交叉解決了煤層為主含水層的揭煤問題，能夠快速有效地投資建井，填補了煤層為主含水層這一特殊地質條件下安全揭煤方法的空白。通過直排鉆孔和掘進斜井中的排水孔、超前鉆孔對煤層進行排水卸壓，為安全揭煤提供了保障，有效地防治煤層為主含水層這一特殊水文地質引起的突水問題，從而實現安全揭煤。使得涌水量降至100m³/h以下，煤層水卸壓降至0.1MPa以下。本發明是解決煤層為主含水層井筒揭煤問題的有效手段，方案設計合理，實際操作性強。其方法簡單，使用效果好，在本技術領域內具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的煤層為主含水層礦井井筒揭煤地質剖面圖。

圖中：1-地面，2-立井，3-上覆巖層，4-2#煤層，5-排水孔，6-脲醛樹脂，7-立井底部，8-斜井，9-臨時排水系統，10-超前鉆孔，11-直排鉆孔，12-揭煤。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述：

以某礦含水煤層井筒開拓為例，該礦地質剖面如圖1所示，其中2#煤層為主含水層，埋深350m。原設計普通鑿井法揭煤時巷道涌水量達到320m³/h，最大為540m³/h，水壓最大為2.7MPa，流砂現象嚴重無法施工。針對這種情況，通過直排鉆孔和掘進斜井中的排水孔、超前鉆孔對煤層進行排水卸壓，具體實施如下：

a.從地面1通過上覆巖層3垂直向下打立井2至2#煤層4上方上覆巖層3內隔水層或弱含水層處，該礦隔水層位于上覆巖層3內15m處；所述從立井2內垂直向下施工至煤層4內的排水孔5為3～5個；

b.在立井2中垂直向下打3個排水孔5至2#煤層4內，按常規進行煤層排水卸壓；

c.利用排水孔5進行煤層卸壓排水完畢后，對立井2施工排水孔5上方使用脲醛樹脂6進行注漿封堵，注漿封堵的高度10m；

d.待注漿封堵完畢后，由立井底部7傾斜向煤層4方向掘進斜井8，其中傾斜角度為6°，同時在斜井8中建立臨時排水系統9，在斜井中采取德國巴斯夫公司最新的濕噴工藝及MG325注漿堵水材料進行噴漿支護及注漿堵水；所述由立井底部7傾斜向煤層4方向掘進的角度為6～12°；

e.在斜井8掘進過程中，從斜井向2#煤層4垂直方向間隔距離施工多個排水孔5，從斜井8向煤層4垂直方向施工多個排水孔5的水平間隔距離為2.5～3.5m；