[發明專利]一種采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法

有效

• 申請號: 202010815915.3
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111894672B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 張培森;張睿;段中穩;汪玉泉;閆奮前;王道坤
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 宋玲玲

1.一種采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：根據工作面參數、地層條件，計算工作面開采后的導水裂縫帶(4)發育高度，分析可能發育離層的地層(3)，判斷相關含水層對離層的充水影響；

步驟二：分別在工作面兩側機/風巷(14)對應的地表錯開一定距離布置鉆機；

步驟三：鉆機由地表從上到下垂直施工鉆孔，鉆孔包括一級鉆孔與二級鉆孔，一級鉆孔直徑大于二級鉆孔，一級鉆孔內嵌一級套管(9)，一級鉆孔打至可能發育離層的地層(3)上，為防止松散層(1)對一級套管(9)的影響，在一級套管(9)外采用水泥封閉區(8)進行隔離封閉；

步驟四：一級鉆孔合格后，設計施工二級鉆孔，根據地層情況設計二級鉆孔的孔徑，二級鉆孔下入二級套管(12)，并向下打至機/風巷(14)底板的儲水槽(15)位置處；

步驟五：向已打好的二級鉆孔中加入高強度碎石料(13)，防止地層中泥巖層遇水軟化崩解進入鉆孔導致封堵，還可以避免因煤層開挖引起的巖層移動破壞孔身結構，將二級鉆孔用高強度碎石料(13)填滿，并于二級鉆孔與一級鉆孔相交處增加石料隔離網(10)；

步驟六：在機/風巷(14) 底板處布置儲水槽(15)，二級套管(12)中的水由滲水區(16)滲出，由儲水槽(15)收集滲出的水，再通過管路排出；

步驟七：鉆孔布置完畢后隨即進行含水層的疏降工作，將含水層的水位降到安全值以下，實現含水層中水向離層積水區(11)補給的截流。

2.根據權利要求1所述的采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法，其特征在于：所述泄水鉆孔(7)布置在煤層(6)待采區域，鉆機分別布置在工作面機/風巷(14)上方地表，兩個鉆機之間間隔200～300m。

3.根據權利要求1所述的采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法，其特征在于：所述泄水鉆孔(7)主要作用于對工作面有直接、間接影響的含水層。

4.根據權利要求1所述的采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法，其特征在于：所述二級套管(12)采用厚壁花管套管的形式對含水層水體進行吸收，二級套管(12)可防止鉆孔在穿越泥巖層時鉆孔被封堵，還可以避免孔身結構受到巖層移動的影響而破壞。

5.根據權利要求1所述的采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法，其特征在于：所述一級鉆孔打至基巖層(2)底界下方10～20m處。

6.根據權利要求1所述的采用地面泄水鉆孔超前治理采場頂板離層水害的方法，其特征在于：所述儲水槽(15)布置在機/風巷(14)底板下，作為鉆孔中水的臨時儲存點，鉆孔向下打至工作面機/風巷(14)底板的儲水槽(15)位置處，可以避免鉆孔中水淋入順槽或工作面，惡化工作環境。