[發明專利]承壓水體上控水采煤方法

有效

• 申請號: 202010080713.9
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111287747B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 樊振麗;尹希文;張玉軍;張風達;鄧偉男
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發明涉及煤炭開采技術領域，涉及承壓水體上控水采煤方法，包括：對承壓水體上采煤地質條件與水文地質條件進行探查；基于探查結果，構建承壓水體上采煤的三維水文地質模型；在構建的模型中圈定底板突水弱面區；根據探查結果、構建的模型以及底板突水弱面區分布特征，進行底板突水危險性等級劃分；根據底板突水危險性等級劃分，對礦井采區和工作面進行避害設計；對待治理區域進行工程化治理。本發明能夠解決現有技術水害防控不精準、效率低的問題，實現體系化、信息化、高效安全的水害防控目標，保障承壓水體上開采的安全。提供了在承壓水上精準探查、建模、評價、設計、開采的全過程，能夠對底板礦壓顯現、承壓含水層水情進行全過程精準監測。

技術領域

本發明涉及煤炭開采技術領域，特別是涉及一種承壓水體上控水采煤方法。

背景技術

賦存和運動于煤層底板巖溶地層空間中的具有承壓性質的水體叫做煤層底板巖溶承壓水。它是以巖溶、裂隙和裂隙-巖溶三種方式存在的承壓狀態的水體，其特點是垂直分帶性和水平不均一性。我國北方地區常見的有奧陶紀灰巖和石炭二疊紀薄層灰巖，南方煤層底板則發育茅口灰巖。對分布于承壓含水體(層)之上，且開采水平在帶壓水位線以下的煤層的開采稱之為承壓水體上采煤。煤層底板的承壓水在水壓、礦壓等因素的作用下，克服煤層和巖溶含水層之間相對隔水層的巖體強度及斷層、節理等結構面的阻力，通過在底板巖體內形成的破壞面構成的導水通道，以突然的方式涌入工作面或巷道的現象叫底板涌(突)水。

我國原煤產量位居世界第一，煤炭占一次能源生產和消費結構中的66％左右，煤炭的安全生產對我國國民經濟的健康有序發展極其重要。但是，我國煤礦水文地質條件整體上講是十分復雜的，而且95％的煤礦屬井工開采，開采歷史悠久，水害類型多樣，這些因素都給水害防治工作增加了很大的難度。最近二十年，煤炭工業發展迅猛，特別是綜采、綜放開采方法的普及，煤炭資源大規模、超強度、大采深開發，加劇了煤礦底板水害問題的復雜性。

開采實踐表明，巖溶承壓水率先從底板“弱面”開始突破，從而形成每分鐘幾方至上千方的涌水。這些“弱面”既可以是超薄的相對隔水層，也可以是斷層、隱伏陷落柱等。我國煤礦底板巖溶水的突水頻率日趨上升，突水水量日趨增大，造成的損失也日趨嚴重。因此，為適應煤炭生產的迅速發展，加強煤礦底板巖溶水的研究，具有十分重要的現實與深遠意義。

然而，在目前現有的技術中通常會表現出下列缺點：

1)現有的“控水采煤”一般針對控制頂板涌水而言，頂板水控制的核心在于控制煤層采后形成的“導水裂縫帶”高度。

2)目前，承壓水體上開采底板水害的控制主要是采取幾類措施：

勘探方面：進行常規地質和水文地質勘探，查明基本的水文地質條件。

水文方面：采取疏水降壓、注漿加固煤層隔水層或改造含水層等措施；

開采設計方面：采取縮小工作面長度、充填開采等措施。

監測方面：粗略布置底板水的水文監測系統。

以上幾個方面，往往是獨立的，各自為戰，沒有統一成有機的整體，并非系統性的。

3)沒有采用“精準開采”的科學思維，沒有采用數字化水文地質體建模技術，沒有實現對承壓水體上采煤水量的精準控制。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的實施例提供了承壓水體上控水采煤方法，以至少實現解決目前現有技術水害防控不精準、效率低的問題，實現了體系化、信息化、高效安全的水害防控目標，保障了承壓水體上開采的安全。