[發(fā)明專利]一種煤礦采空區(qū)水探放方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611026101.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN106555609B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳偉;李濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F16/00
• 分類號(hào): E21F16/00;E21F17/18
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 弋才富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井地質(zhì)領(lǐng)域與采礦工程技術(shù)，尤其涉及一種煤礦采空區(qū)水探放方法。

背景技術(shù)

煤礦采空區(qū)水是威脅煤礦安全的一類水害，為解除相關(guān)水害威脅，在采煤工作面開采以前會(huì)對(duì)旁邊的采空區(qū)水進(jìn)行探放。目前探放水方法主要是通過實(shí)施大量的鉆孔進(jìn)行隨機(jī)探放，存在以下問題：

1)鉆孔實(shí)施量很大，工程周期長，工程費(fèi)用大；

2)探放整體效果差，探放后有較大的安全隱患，鉆孔隨機(jī)探放沒有針對(duì)性，有大量盲區(qū)未探放，進(jìn)而存在安全隱患；

3)無法判斷某個(gè)鉆孔是否完成了探放水工作；

4)在探放水之前無法判斷鉆孔探放水水壓，探放水時(shí)容易發(fā)生噴射事故。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦采空區(qū)水探放方法，利用埋深傳感器組的方法很好地了解煤炭開采后封閉的采空區(qū)里面的情況，具有簡(jiǎn)單易實(shí)施；探放水工程量低；探放水效果好和安全的優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種煤礦采空區(qū)水探放方法，包括以下步驟：

步驟一：采空區(qū)(1)相關(guān)信息獲取，獲取信息包括頂板類型、采煤厚度M和采煤周期來壓步距D，頂板類型是通過鉆探對(duì)采煤頂板巖石取樣測(cè)試其單軸抗壓強(qiáng)度σ，若σ≤20MPa則頂板為軟弱頂板，20MPa＜σ≤40MPa則頂板為中硬頂板，40MPa＜σ≤60Mpa則頂板為堅(jiān)硬頂板；采煤厚度M則通過采空區(qū)(1)形成前的設(shè)計(jì)獲取；采煤平均周期來壓步距D是通過實(shí)測(cè)獲得；

步驟二：采空區(qū)(1)形成前布置多個(gè)傳感器組(2)，每個(gè)傳感器組(2)包括1個(gè)電極傳感器、1個(gè)水壓力傳感器和1個(gè)水聽器，傳感器組(2)的布置方法是：①將傳感器組(2)沿采空區(qū)走向方向布置在采空區(qū)(1)形成前的兩巷(3)，傳感器組(2)兩兩間距小于1個(gè)采煤工作面平均周期來壓步距離D，且不在預(yù)計(jì)的平均周期來壓點(diǎn)布置傳感器組(2)；②傳感器組(2)沿采空區(qū)(1)垂直方向的位置依據(jù)不同頂板類型，當(dāng)頂板為軟弱頂板時(shí)，分別布置在距離兩巷(3)保留煤柱(4)以內(nèi)0.1M～0.5M區(qū)域內(nèi)；當(dāng)頂板為中硬頂板時(shí)，分別布置在距離兩巷(3)保留煤柱(4)以內(nèi)0.2M～0.6M區(qū)域內(nèi)，當(dāng)頂板為堅(jiān)硬頂板時(shí)，分別布置在距離兩巷(3)保留煤柱(4)以內(nèi)0.3M～0.7M區(qū)域內(nèi)；③傳感器組(2)除平行于采煤走向方向以外，其他各個(gè)方向設(shè)置傳感器組(2)的保護(hù)裝置，以保證其在采空區(qū)(1)形成后正常運(yùn)轉(zhuǎn)；④傳感器組(2)的數(shù)據(jù)傳輸線埋設(shè)在采空區(qū)(1)底板0.5m以深區(qū)域，并引出采空區(qū)(1)后連接數(shù)據(jù)采集器(5)；⑤記錄各傳感器組(2)所在點(diǎn)的標(biāo)高W；

步驟三：采空區(qū)(1)形成過程中觀測(cè)涌水量；采煤過程就是采空區(qū)(1)形成的過程，對(duì)該過程中每一次周期來壓的涌水量進(jìn)行觀測(cè)，相鄰兩次穩(wěn)定涌水量增加超過10m³/h或較前一次涌水量增加10％以上，則記錄該次來壓涌水點(diǎn)(6)；

步驟四：采空區(qū)(1)形成后劃分積水區(qū)段(7)，積水區(qū)段(7)劃分的方法為：通過步驟二中布置的水壓力傳感器得到的水壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，相鄰的兩個(gè)水壓力傳感器水壓力差△P與對(duì)應(yīng)的傳感器標(biāo)高差產(chǎn)生的水壓力差△P_b兩者差異不在10％以內(nèi)則判定兩個(gè)傳感器不在同一積水區(qū)段(7)，以兩者中點(diǎn)沿垂向采煤工作面走向方向劃分開，就得到了積水區(qū)段(7)；

△P＝P₁-P₂，式中P₁、P₂分別為相鄰兩個(gè)傳感器的水壓力值，

△P_b＝ρg(W₁-W₂)，式中，ρ是水的密度，g為重力加速度，W₁、W₂分別是觀測(cè)到P₁、P₂水壓力的傳感器所在點(diǎn)的標(biāo)高；