[发明专利]一种用于采煤过程中的保水方法有效

专利信息
申请号: 201410152267.2 申请日: 2014-04-16
公开(公告)号: CN103924975A 公开(公告)日: 2014-07-16
发明(设计)人: 刘建功;李玉宝;赵立松 申请(专利权)人: 河北煤炭科学研究院
主分类号: E21C41/16 分类号: E21C41/16
代理公司: 石家庄国为知识产权事务所 13120 代理人: 米文智
地址: 054000 河*** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 采煤 过程 中的 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及地下采矿方法技术领域。

背景技术

煤炭,在我国一次能源消费中的比例达到70%,在国民经济生产中占有很重要的地位。然而,煤炭生产过程中对环境的破坏问题也很突出,采煤造成的地面塌陷、地下水资源破坏等问题,已越来越引起社会各界重视。

传统采煤技术,一直把地下水作为一种灾害,采取疏水降压、注浆治理等措施,或者将地下水排出,或者将水局部封闭。前者造成地下水资源的大量浪费,导致区域地下水位持续下降,形成地下水降落漏斗。后者改变了地下水流场特征,常常造成水井水量减少甚至断流,影响工农业及居民用水。

据2013年7月河北省国土资源厅发布的《2012年河北省地质环境状况公报》披露,全省共有地下水位降落漏斗25个,全国地下水降落漏斗超过100个。近三十年来,邯邢地区百泉水文地质单元泉口附近地下水位降幅20-30m。而每一次煤矿重大透水事故,常常伴随周围数十公里范围内区域地下水位的大幅下降。而每一个矿井动辄每小时数百立方米的排水,更是对地下水资源破坏及浪费的具体体现。

地下水资源保护的迫切性与采煤保水技术的不完善之间的矛盾日益凸显,采煤保水技术的研究就显得越来越重要。

通过专项技术攻关研究,在确保安全、高效采煤的同时,做好对煤矿区地下水资源的保护,减少矿井排水量,将煤炭资源的开发利用同地下水资源的保护有机结合起来,构建矿井水的探、防、治、保、用五位一体的综合保护、治理体系,最终实现采煤保水、煤与水两种资源统筹规划、人与环境和谐共赢的局面,对我国煤炭行业的健康、可持续发展,对和谐社会、生态社会的构建具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于采煤过程中的保水方法,该方法能够在确保安全、高效采煤的同时,实现对矿区地下水资源的保护。

为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种用于采煤过程中的保水方法,包括如下步骤:

一、采用立体探测技术对煤矿井下采掘地区的地下水静态赋存特征、地下水保护层完整情况及天然导水通道发育情况进行立体探测;

二、结合探测得到的结果,找到地下水保护层中的薄弱地段及导水通道以及存在地下水泄漏危险的地段,采用高压水射流钻进技术,通过快速、精确钻进,快速注浆封堵导水通道和存在地下水泄漏危险的地段、注浆加固地下水保护层或者留设保水煤柱。

优选的,上述第一步和第二步之间还采用微震监测技术对采煤工作面及周围地区含水层以及地下水保护层采煤期间岩层破裂情况进行全程动态监测,通过对采煤工作面附近岩层的微震事件时、空分布情况进行监测、分析,收集地下水发生流动、地下水保护层变化、天然导水通道稳定性、人为导水通道发育情况以及存在地下水泄漏危险的地段的信息。

进一步优选的,微震监测技术的具体实施方式为:检波器沿工作面巷道顶板、底板、左帮、右帮布置成环状,各个检波器通过数据线连接在同一监测器上,形成一个监测单元;沿工作面上、下顺槽间隔200-300米布置一个监测单元,多个监测单元形成一个完整的工作面监测网络。

优选的,上述第一步中,立体探测技术为巷道多方位超前探测方法、巷道超前探测数据的多参数空间成图法和工作面煤层采前立体探测方法结合使用的探测技术。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于:

(1)本发明采用立体探测技术为主要手段的综合勘探技术,查明煤矿井下生产地区及周围地下水静态赋存特征,了解地下水(含水层、老空水等各类水体)赋存位置、范围及地下水保护层薄弱地段、导水通道发育情况等,为地下水保护工作做好第一步;

(2)采用微震监测技术,监测工作面回采期间围岩地下水保护层岩层破裂及导水通道变化情况,配合地下水水压、水量、水温、水质、同位素等多种特征参数监测,查明采掘地区地下水动态变化特征,了解天然导水通道稳定性情况和因采掘活动形成的人为导水通道发育情况,对是否发生地下水泄漏和破坏及其空间位置进行监测、预警;微震监测技术具体实施方式的设计使得一个监测单元,其监测、控制范围可以覆盖半径为300-500米的球体空间;

(3)采取高压水射流钻进技术和注浆技术,对已探明的地下水保护层局部薄弱地段和导水通道及存在地下水泄漏危险地段,进行注浆加固、封堵,或采取留设保水煤柱的方法,将地下水泄漏危险消灭在萌芽状态,最大限度地减少采煤对地下水的破坏,大大提高采煤作业的安全性,提高了工作效率,具有良好的现实意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明;

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