[發明專利]一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法

有效

• 申請號: 201610789124.1
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106285776B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 馮潔;王蘇健;陳通;段會軍;李濤;薛衛峰
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;E21B7/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王萌

1.一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)根據鉆孔單位涌水量確定煤層頂板富水探查區域；

(2)根據煤層開采后導水裂縫帶發育最大高度并結合步驟(1)確定的煤層頂板富水探查區域確定空間上定向鉆孔的目標靶區，在該目標靶區布置煤層頂板水疏放定向鉆孔(1)；

(3)應用電阻率測定探頭實施定向鉆孔，在定向鉆孔的過程中，如果電阻率下降，則采取疏放水措施，如果電阻率沒有明顯變化，則繼續測量；

(4)以步驟(3)中頂板水疏放區域為起始點，測量富水區地下水的流速流向；

(5)根據步驟(4)測得的富水區地下水的流速流向調整定向鉆孔方位繼續定向鉆進；

(6)重復步驟(3)至步驟(5)，完成整個回采區域頂板水疏放。

2.根據權利要求1所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：在步驟(1)中，當鉆孔單位涌水量大于5.0L/(s.m)時，為富水性極強的區域，當鉆孔單位涌水量的范圍在1.0L/(s.m)～5.0L/(s.m)時，為富水性強的區域。

3.根據權利要求1所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：所述鉆孔單位涌水量以口徑91mm、抽水水位降深10m為準，當鉆孔口徑、降深與鉆孔單位涌水量的標準不相符時，采用以下換算方法進行換算：

先根據抽水時涌水量Q和降深S的數據，用最小二乘法或圖解法確定曲線，根據Q～S曲線確定降深10m時抽水孔的涌水量，再將該涌水量換算為孔徑為91mm時的涌水量，最后，除以10m就是單位涌水量。

4.根據權利要求3所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：將降深10m時抽水孔的涌水量換算為孔徑為91mm時的涌水量的換算公式為：

式中Q₉₁、R₉₁、r₉₁是孔徑為91mm的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑；Q_孔、R_孔、r_孔是孔徑為r的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑。

5.根據權利要求1所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：步驟(3)中所述的定向鉆孔的具體方法為：

(3.1)利用定向鉆進技術用電阻率測定探頭在巷道頂板進行向上造斜鉆進，直至鉆孔達到頂板水疏放目標靶區；

(3.2)調整鉆孔傾角使其與地層傾角一致，使鉆孔在含水層內延伸，順層鉆進。

6.根據權利要求5所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：在步驟(3)所述的定向鉆孔過程中，開孔一定深度后，進行擴孔后繼續鉆進。

7.根據權利要求6所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：在開孔和擴孔鉆進中，要求鉆孔軌跡要平直，孔內沉渣少，確保套管順利下入孔內。

8.根據權利要求1所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：疏放水鉆孔全程設置孔口管，以防止鉆具撤出后，出水位置塌孔，影響頂板水的疏放，并在管口處安裝壓力表，檢測孔口管管口處的出水壓力。

9.根據權利要求1所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：頂板疏放水量根據以下公式計算：

式中Q為預測的涌水量，其單位為m³/h；K為滲透系數，其單位為m/d；H為水柱高度，其單位為m；M為含水層厚度，其單位為m；h₀為含水層底板以上動水位高度，其單位為m；R為引用影響半徑，其單位為m；r為引用半徑，其單位為m；F為先期開采地段及井田面積，其單位為m²，S為抽水時水位降深。

10.根據權利要求1所述的一種基于定向鉆進技術的頂板水疏放方法，其特征在于：所述步驟(4)中，測量富水區地下水的流速流向采用視頻管道顯微照相技術，測量精度為0.01μm/s。