[發明專利]一種離層水的疏放方法、離層水疏放巷道系統及施工方法

有效

• 申請號: 202110590466.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113236359B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 鄭士田;邢茂林;石志遠;姬亞東;王威;李智;崔思源;王宇航
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 孫雅靜

1.一種離層水疏放方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：每個采煤工作面(1)均布設一個離層水疏放巷(4)；

S1.1確定離層水疏放巷(4)的頂板、巷頭、巷尾及巷底比降；

根據煤層(8)的開采參數，計算得到導水裂隙帶高度；導水裂隙帶垂直方向向上，找到第一個堅硬巖層，以堅硬巖層為離層水疏放巷(4)的頂板，離層水疏放巷(4)的巷底比降為1/1000～1/1500；在垂直方向，離層水疏放巷(4)的巷尾與采煤工作面(1)的切眼(9)起始端位置相同，離層水疏放巷(4)的巷頭在采煤停采線外40～60m處；

S1.2：計算得到離層水疏放巷(4)的施工參數，即實際巷寬B和離層水疏放巷的實際巷高h_巷；

S1.21根據設定的初始巷寬B₀計算得到離層水疏放巷的水深h_水和過水斷面面積A，m²，公式如下：

h_水—離層水疏放巷水深，m；N—常數，取2.35～2.80；Q—離層水疏放巷充水強度，m³/s；B₀—設定的離層水疏放巷的巷寬初始值，m；

式中：n—離層水疏放巷粗糙率，取0.020～0.025；i—疏放巷巷底比降；

式中，L—離層水疏放巷長度，m；K—含水層的滲透系數，m/s；H—承壓含水層的水頭，m；M—承壓含水層的厚度，m；R—影響半徑，m；

S1.22得到離層水疏放巷的巷寬B；

巷寬如果B＝B₀，計算結束；如果最終計算得出的B2m，則取B＝2m；

如果B≠B₀，則返回S1.21，即重新設置B₀為B₀與B的算術平均值；

S1.23得到離層水疏放巷的巷高h_巷；

巷高h_巷＝(1～1.2)*B；

S2：沿上山方向，貫穿采煤區設置采區集中泄水巷(6)，連通離層水疏放巷(4)與采區集中泄水巷(6)進行離層水排放。

2.根據權利要求1所述的離層水疏放方法，其特征在于，按下式計算導水裂隙帶高度：

H_d＝4.82M₀+60.13ln(s/100)+3.43M₀ln(b/100)+16.17；

式中，H_d—導水裂隙帶高度，m；M₀—采挖煤層厚度，m；s—開采深度，m；b—工作面斜寬，m。

3.根據權利要求1或2所述的離層水疏放方法，其特征在于，連通離層水疏放巷(4)與采區集中泄水巷(6)設置斜巷(5)，斜巷(5)的施工參數與離層水疏放巷(4)的施工參數相同，按與水平面的交叉角度計算，斜巷(5)的傾斜角度不超過30°。

4.根據權利要求1或2所述的離層水疏放方法，其特征在于，與所述的采區集中泄水巷(6)連通還設置多個水倉(7)和多個泵房(14)。

5.一種離層水疏放巷道系統，其特征在于，該系統用于實施權利要求1所述的離層水疏放方法；包括：

沿上山方向，貫穿采煤區設置采區集中泄水巷(6)；

每個采煤工作面(1)均布設一個離層水疏放巷(4)，離層水疏放巷(4)與采區集中泄水巷(6)通過斜巷(5)連通。

6.根據權利要求5所述的離層水疏放巷道系統，其特征在于，離層水疏放巷(4)沿采煤工作面(1)的走向中心布設。

7.根據權利要求5所述的離層水疏放巷道系統，其特征在于，與所述的采區集中泄水巷(6)連通還設置多個水倉(7)和多個泵房(14)。

8.一種離層水疏放巷道系統施工方法，其特征在于，所述的離層水疏放巷道系統施工方法用于施工權利要求5-7任一所述的離層水疏放巷道系統；

施工方法包括：

步驟一、沿上山方向，貫穿采煤區設置采區集中泄水巷(6)、水倉(7)及泵房(14)；

步驟二、獲得離層水疏放巷(4)的施工參數，與采區集中泄水巷(6)連通，按照離層水疏放巷(4)的施工參數進行斜巷(5)的挖設；

步驟三、根據獲得的離層水疏放巷(4)的頂板、巷頭、巷尾及巷底比降及施工參數，以斜巷(5)的巷尾為離層水疏放巷(4)的巷頭進行離層水疏放巷(4)的挖設。