[發明專利]一種厚煤層上分層受小窯破壞復采條件下老空水防治方法

有效

• 申請號: 202010156312.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111140279B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 李曉龍;董書寧;陳文飛;胡振陽;關欣杰;馬留柱;魏江波;王小剛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;E21B7/04;E21B47/022;E21B49/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 線飛祥

1.一種厚煤層上分層受小窯破壞復采條件下老空水防治方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、確定定向鉆孔的目標靶區；采用地面瞬變電磁和地面三維地震探查采區老空水分布位置、積水情況，將采區老空水分布位置區域作為定向鉆孔的目標靶區；

步驟二、根據生產接續情況和步驟一中確定的定向鉆孔的目標靶區，選擇已掘巷道或施工措施巷建設鉆場，所述鉆場內鉆孔的開孔標高低于所述定向鉆孔的目標靶區標高，采用長距離定向鉆孔，超前截引已知位置的老空水；

步驟三、在采區內掘進巷道時，利用瞬變電磁法和高密度直流電法探查巷道迎頭前方老空富水異常區；

步驟四、若步驟三中未探查到巷道迎頭前方存在老空富水異常區，在巷道迎頭布置常規鉆孔以進行鉆探驗證，且對每個鉆孔進行內窺測斜，并在圖上對比實鉆軌跡與設計軌跡的誤差，若誤差較大，則需增加探查鉆孔；若鉆探驗證無異常，則允許巷道掘進，按照探水-掘進-探水循環作業的方式治理老空水；

步驟五、若步驟三中探查到巷道迎頭前方存在老空富水異常區，則按照步驟四中的常規鉆孔方式探查，若鉆孔出現涌水，則需增加探查鉆孔，當鉆孔涌水量較小，且衰減較快，判斷為靜儲量時，則采用常規鉆孔繼續疏放老空水，并視水量衰減情況，疏放水過程中采取物探和鉆探相互驗證，如果物探和鉆探均無異常，則巷道可安全掘進，按照探水-掘進-探水循環作業的方式治理老空水，如果仍有異常區，則再次利用常規鉆孔和物探相互驗證探查；

步驟六、若步驟五中迎頭常規鉆孔疏放水量趨于長期穩定，水位無法下降，表明老空水存在動態補給，此時采取在采區低位利用遠距離定向鉆孔截引迎頭老空動態補給水；

定向鉆孔鉆穿老空區后，通過定向鉆孔、常規鉆孔疏放老空水，疏放水過程中采取物探和鉆探相互驗證，判斷物探探查強富水異常疊加區的面積變化，待巷道迎頭常規鉆孔涌水量、水壓均降至0時，再次利用物探探查，對比多次物探探查結果，分析老空水疏放效果，確保老空水完全疏放，則再次正常掘進巷道，按照探水-掘進-探水循環作業的方式治理老空水，直至巷道系統形成。

2.按照權利要求1所述的一種厚煤層上分層受小窯破壞復采條件下老空水防治方法，其特征在于：步驟二中所述長距離定向鉆孔的鉆孔軌跡為：套管段、直孔段、造斜段、穩斜段、造斜段、穩斜段的6段式弧形結構，鉆孔裸孔段孔徑為Φ98mm，套管段直徑為Φ153mm，套管直徑為Φ127mm，定向鉆孔以負角度開孔，套管下至煤層底板以下穩定巖層，孔深控制在700m以內，利用通纜鉆具沿煤層底板下部穩定巖層水平鉆進，自老空區底部以10°～15°大角度自下而上斜穿老空區，鉆進至老空區后，在確保鉆孔、鉆具安全的前提下，采用寬翼片螺旋鉆具盡最大的可能在老空區內常規回轉鉆進。

3.按照權利要求1所述的一種厚煤層上分層受小窯破壞復采條件下老空水防治方法，其特征在于：步驟四中的鉆探驗證具體方法為：依據《煤礦防治水細則》要求，在巷道迎頭布置常規鉆孔，鉆孔孔徑為Φ75mm，開孔傾角均為正值，鉆遇頂板或鉆遇老空區終孔，設計孔深100m，鉆孔超前距為30m，且對每個鉆孔進行內窺測斜，并在圖上對比實鉆軌跡與設計軌跡的誤差，若誤差較大，則需增加探查鉆孔。

4.按照權利要求1所述的一種厚煤層上分層受小窯破壞復采條件下老空水防治方法，其特征在于：步驟六中水位無法下降、疏放水量達到動態平衡時，將地面和井下物探強富水異常區疊加的區域作為定向鉆孔的靶區，選取迎頭涌水量最大的常規鉆孔終孔位置作為定向鉆孔的靶點。

5.按照權利要求4所述的一種厚煤層上分層受小窯破壞復采條件下老空水防治方法，其特征在于：所述步驟六中定向鉆孔的設計施工參數、工藝技術同步驟二。