[發(fā)明專利]一種深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710689140.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN107740707B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏杰;李江華;吳作啟;姜鵬;李健;黎靈;谷小敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21F16/00
• 分類號(hào): E21F16/00;E21F17/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法，基于礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的綜合分析，確定厚煤層頂板深部的高承壓含水層。在鉆孔資料、厚煤層開采覆巖破壞規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，劃分采煤工作面頂板高承壓水威脅區(qū)。根據(jù)威脅區(qū)工作面的采煤方法、高承壓含水層位置和頂板離層帶位置等，確定泄水巷和疏放水鉆孔位置及參數(shù)。通過疏放水鉆孔疏放高承壓含水層水和頂板離層水，同時(shí)利用泄水巷對(duì)鉆孔水和工作面積水進(jìn)行自流排放。孔?巷聯(lián)合水害防治方法實(shí)現(xiàn)了深部高承壓水下厚煤層開采由疏到排系統(tǒng)性的綜合防治，為煤礦安全生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦水害防治方法，尤其是一種深部高承壓水下厚煤層開采水害防治新方法。

背景技術(shù)

隨著煤炭資源的大量開采，淺部地質(zhì)條件較好的區(qū)域逐漸面臨著資源枯竭，煤層開采深度逐年增大。但對(duì)于礦區(qū)松散層厚度大，煤層埋深大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦企業(yè)，面臨的頂板高承壓含水層下開采問題日益突出。深部高承壓含水層下煤層開采，覆巖采動(dòng)裂隙波及到該含水層時(shí)，工作面涌水量瞬間增大，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生突水事故，導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至人員傷亡，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，針對(duì)高承壓含水層下厚煤層開采，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種有效的水害防治方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決高承壓含水層下厚煤層開采的水害防治問題，本發(fā)明提供了一種深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法，包括如下步驟：

(a)基于礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的綜合分析，確定厚煤層頂板砂巖高承壓含水層；

(b)在鉆孔資料、厚煤層開采覆巖破壞規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，確定裂采比和離層帶位置，劃分采煤工作面高承壓含水層威脅區(qū)，所述裂采比為覆巖破壞導(dǎo)水裂隙帶的最大高度與開采厚度之比；

(c)根據(jù)高承壓含水層威脅區(qū)工作面的采煤方法，設(shè)計(jì)巷道布置方式，確定泄水巷位置；

(d)根據(jù)厚煤層頂板砂巖高承壓含水層位置和頂板離層帶位置，確定鉆場(chǎng)位置和疏放水鉆孔參數(shù)；

(e)通過疏放水鉆孔疏放厚煤層頂板砂巖高承壓含水層水和頂板離層水，同時(shí)利用泄水巷對(duì)鉆孔水和工作面積水進(jìn)行自流排放。

一種深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法，其特征在于：在步驟(a)中，根據(jù)地質(zhì)信息和探測(cè)數(shù)據(jù)，包括厚煤層頂板砂巖高承壓含水層的巖性、厚度變化特征、水頭壓力、抽水試驗(yàn)單位涌水量，將埋深大于300m、水頭壓力大于3MPa及單位涌水量大于1L/m·s的含水層，確定為厚煤層頂板砂巖高承壓含水層。

在上述深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法步驟(b)中，所述厚煤層開采覆巖破壞規(guī)律研究是采用鉆孔沖洗液漏失量與鉆孔彩色電視現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)方法、經(jīng)驗(yàn)公式統(tǒng)計(jì)方法、相似材料模擬試驗(yàn)及計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法來(lái)綜合研究厚煤層開采覆巖破壞塑性區(qū)分布特征、應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)特征，通過比較以上方法的研究結(jié)果確定裂采比和離層帶位置。

在上述深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法步驟(b)中，根據(jù)全礦井鉆孔揭露煤層厚度、煤層層位、厚煤層頂板砂巖高承壓含水層層位，計(jì)算各鉆孔厚煤層開采的導(dǎo)水裂隙帶高度，繪制全礦井導(dǎo)水裂隙帶高度等值線圖和厚煤層與厚煤層頂板砂巖高承壓含水層間距等值線圖，將導(dǎo)水裂隙帶高度大于厚煤層與厚煤層頂板砂巖高承壓含水層間距的區(qū)域劃分為高承壓含水層威脅區(qū)。

在上述深部高承壓水下厚煤層開采水害防治方法步驟(c)中，高承壓含水層威脅區(qū)的工作面采用走向長(zhǎng)壁采煤方法或傾斜長(zhǎng)壁采煤方法俯斜開采時(shí)，采取雙巷布置方式，將標(biāo)高較低的巷道作為泄水巷，兼做相鄰工作面的回采巷道，所述泄水巷為矩形截面，寬度為3-5m。