[發(fā)明專利]一種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810656978.1
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108843385B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈后省;潘坤;康延雷;劉少偉;劉曉鐘;侯憲金;張根虎;吉祥;付孟雄;王璐瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00
• 代理公司: 鄭州金派特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41167
• 代理人: 周文謙

本發(fā)明涉及一種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法及裝置，將巷道頂板分為淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)、中部穩(wěn)定巖層區(qū)和深部含水層區(qū)，根據(jù)三種頂板分區(qū)的特點，三種分區(qū)采用不同形式的套管，分別是深部套管、中部套管和淺部套管，同時，在探放水鉆孔鉆進(jìn)時，鉆孔角度與塑性區(qū)最大深度一致，已達(dá)到最好放水效果并防止巷道淺部塑性破裂圍巖積水。該方法及裝置在實現(xiàn)采動泥巖含水頂板高效防水的同時，也保證了巷道圍巖的穩(wěn)定，具有較好的推廣前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦井探放水技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法及裝置。

背景技術(shù)

礦井工程實際中，如果煤層上覆巖層有含水層，工作面回采時上覆巖層破斷，必然導(dǎo)致含水層水涌向工作面，甚至產(chǎn)生涌水災(zāi)害，故開采前需要探放水，提前將頂板含水疏排。但是傳統(tǒng)探放水技術(shù)主要采用同一套管，難以應(yīng)對不同層位巖層的具體情況，深部套管在探放水的過程中很容易造成堵塞，而中部帶有孔洞的套管起到的疏水作用很小，往往造成不必要的浪費，淺部由于塑性區(qū)巨大的變形壓力很容易對套管擠壓變形。同時，缺乏易于探放水和巷道圍巖控制的合理鉆孔角度。本專利針對上述情況，將巷道頂板分為淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)，中部穩(wěn)定巖層區(qū)和深部含水層區(qū)，三種分區(qū)采用不同形式的套管，實現(xiàn)高效防水的同時，也保證了巷道圍巖的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法及裝置，在礦井探放水過程中，將巷道頂板分為淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)，中部穩(wěn)定巖層區(qū)和深部含水層區(qū)，三種分區(qū)采用不同形式的套管，針對不同的情況去解決相應(yīng)的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法，將巷道頂板分為淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)，中部穩(wěn)定巖層區(qū)和深部含水層區(qū)，三種分區(qū)采用不同形式的套管，在探放水鉆孔鉆進(jìn)時，鉆孔角度與塑性區(qū)最大深度一致，已達(dá)到最好放水效果并防止巷道淺部塑性破裂圍巖積水。

此種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法及裝置，針對淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)，套管外部設(shè)置縱肋防止鉆進(jìn)過程中彎曲，同時設(shè)有圓肋防止在巨大的塑性變形壓力下對其擠壓變形，同時在套管表面均勻布置孔洞易于水體流出。針對中部穩(wěn)定巖層區(qū)含水較少，直接在套管外部設(shè)置縱肋防止深孔鉆進(jìn)過程中套管彎曲，套管表面不設(shè)孔洞，為光滑管壁，以最大限度的減小管壁與孔壁的摩擦力。針對深部含水層區(qū)含水量較大，套管表面均勻布置孔洞讓水體流出，其孔洞尺寸和密度均大于淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)的孔洞尺寸和密度，同時，外部設(shè)置縱肋防止鉆進(jìn)過程中套管彎曲。

此種采動泥巖含水頂板巷道高效探放水方法及裝置，對布置有孔洞的套管內(nèi)壁添加內(nèi)置濾網(wǎng)，防止軟化后的泥質(zhì)巖體或巖屑堵塞內(nèi)部管道，同時又起到透水的作用。套管兩端設(shè)有配套螺紋，實現(xiàn)鉆桿的連接，同時套管一端設(shè)置有多余伸出，以利于套管對接和避免泥質(zhì)巖體或巖屑進(jìn)入螺紋阻礙連接。

本發(fā)明的有益效果：

此種高效探放水方法及裝置，針對巷道頂板不同層位巖層的特點，將巷道頂板分為三種，三種分區(qū)采用不同形式的套管，可實現(xiàn)探放水的高效性和持續(xù)性。

淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)的套管外部設(shè)置縱肋防止鉆進(jìn)過程中彎曲，同時設(shè)有圓肋防止在巨大的塑性變形壓力下對其擠壓變形。中部穩(wěn)定巖層區(qū)的套管外部設(shè)置縱肋防止深孔鉆進(jìn)過程中套管彎曲，套管表面不設(shè)孔洞，為光滑管壁，結(jié)構(gòu)相對簡單，可節(jié)約成本。深部含水層區(qū)的套管表面均勻布置孔洞讓水體流出，其孔洞尺寸和密度均大于淺部巷道圍巖塑性破裂區(qū)的孔洞尺寸和密度，以實現(xiàn)高效防水。同時，在設(shè)有孔洞套管內(nèi)壁添加內(nèi)置濾網(wǎng)，防止軟化后的泥質(zhì)巖體或巖屑堵塞內(nèi)部管道，同時又起到透水的作用。

附圖說明