[发明专利]采煤工作面顶板离层水体防治方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿采煤工作面顶板离层水体防治方法，尤其适用于开采前顶板已形成离层积水的煤层。

背景技术

突水是煤矿四大灾害之一。科技人员虽然对煤矿突水条件、机理及防治方法进行了长期的研究，取得了卓有成效的成果；但是，由于地质条件的复杂性，具体地点防治水研究的投入不足，以及一些技术还未得到解决等，我国煤矿突水事故时有发生。近年来，随着全国煤炭产量增加、开采深度加大、一些特殊条件下开采增多等原因，煤矿突水事故、特别是重大事故有增加趋势，使煤矿安全生产形势严峻。

例如淮北矿业集团公司海孜煤矿一水平84采区7煤745工作面，2005年5月21日12时13分，发生了瞬时最大流量达3887m³/h的顶板特大突(溃)水事故，造成了人员死亡、瞬间淹没工作面和附近巷道。突水事故发生前无明显征兆；持续时间很短，仅3.5小时衰减了97％；最大突水瞬间，伴有较大量的碎石、泥突出。

该突水事故原因经调查鉴定为：745面上覆巨厚坚硬火成岩，由于煤系地层与火成岩在岩体结构、强度、变形性能方面存在明显差异，下部10煤层开采中，火成岩下部地层产生明显离层，并被地下水充填，形成封闭的离层水体；上部7煤745工作面开采时，其导水裂隙带未达到该离层水体位置，而离层继续扩大，当其发展达到一定空间规模后，火成岩产生突然失稳，对下部岩体突然加载，使导水裂隙带以上的隔水岩层破坏，产生上部工作面瞬间突水。

根据煤矿突水灾害发生层位位于煤层的顶板或底板，可以将煤矿突水分为两大类，一类为在我国煤矿中非常突出、非常普遍的底板水害问题；另一类则为煤矿顶板突水问题，上述5.21突水类型从大的方面可归结为顶板水害问题。

关于顶板水害的水源方面，目前国内外已有报道水源类型可以分为：地表水、煤层顶板含水层水和老塘水这三种类型；而5.21突水的突水水源，经鉴定为一种以前未曾报道过的煤层顶板离层水体，对于这种由于下部煤层先行开采形成的顶板离层积水造成上部煤层开采过程中的工作面突水灾害事故，国内外还未有先例报道研究。

关于顶板水害的防治技术方法方面，目前国内外已采用的防治技术方法主要有：1)留设防水煤、岩柱；2)改变采煤方法；3)注浆堵水；4)地面防、治水方法(如河流改道、地面防渗堵漏、填洼排水等)；5)超前疏干，常用的疏干措施有：地面井群疏干、开凿专门疏干平巷、多井联合疏干、利用采煤准备巷道超前疏干。其中“利用采煤准备巷道超前疏干”方法适用于采区工作面的疏干，其疏干钻孔布置在采煤工作面内，而随着工作面推进至钻孔，使其失去疏放水作用，由此影响工作面的正常推进，甚至引起工作面水害事故；同时，这类疏干钻孔的孔深仅在待采煤层的导水裂隙带范围以内，而5.21突水中的突水水源——离层水体的发育高度则远远超过导水裂隙带范围，因此疏干钻孔达不到疏放离层积水的目的。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中的不足之处，提供一种避免离层水害事故发生，易于实施，有效疏放顶板水、离层积水的采煤工作面顶板离层水体防治方法。

本发明所采用的工作面顶板离层水体防治方法：

a、预先在采煤工作面的下顺槽内间隔施工多个由上疏水孔和下疏水孔、或由多个下疏水孔组成的疏水孔组，上疏水孔沿上山方向采煤工作面内钻孔；下疏水孔沿下山方向采煤工作面外钻孔；

b、对所有钻孔全程下设置花管，管口处安装压力表；

c、在采煤工作面开采前，通过井下已施工的上疏水孔和下疏水孔进行采前疏放水工作，并观测水压、水量等水情动态；

d、当疏放水水量达到工作面预计涌水量的70～80％时，对采煤工作面进行开采工作；

e、在采煤工作面开采过程中，仍需通过下山方向的采煤工作面以外的下疏水孔进行全过程疏放水作业，疏放离层积水水源；同时通过上山方向的工作面内的上疏水孔进行顶板离层积水的动态监测和疏放，直至采煤工作面开采完毕。