[发明专利]一种用于连通上下煤层中的地下水库的连接装置及连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭开采与水利工程技术领域，尤其涉及一种用于连通上下煤层中的地下水库的连接装置及连接方法。

背景技术

西部地区是我国煤炭主产区，但该地区水资源匮乏和生态环境脆弱。根据相关统计，2012年西部能源“金三角”地区(榆林、鄂尔多斯和宁东)煤炭产量占全国的27％，但水资源仅占0.37％，水资源匮乏已成为该地区社会经济发展的瓶颈之一。

西部每采一吨煤平均排放矿井水2吨左右，大量外排的矿井水经处理后外排地表，由于该地区蒸发量是降雨量的6倍左右，外排矿井水很快蒸发损失浪费。为保护宝贵的水资源，神华集团经过历年技术探索，在神东矿区研发成功煤矿分布式地下水库技术，即利用煤炭开采形成的采空区岩体空隙进行储水，充分利用采空区岩体净化机理，实现矿井水井下自净化。目前，在神东矿区累计建成32座煤矿地下水库，储水量2700万m3，供应了矿区95％以上的用水，为矿区建成2亿吨级矿区提供了水资源保障。

为进一步加大井下储水量和保障地下水库运行安全，大柳塔矿首次建成世界首座煤矿分布式地下水库，利用库间管道将同层和不同层地下水库相连通，实现水资源科学调配和突发情况下地下水库调水，有效保障了井下生产安全，实现了煤炭资源与水资源协调开采。

要实现不同地下水库之间的相互连通，必须建设库间管道，同一水平的地下水库可通过管道相互连通，但是不同煤层之间跨度高达数百米左右，采用传统管道连通方式，即通过上下水平煤层连通巷道建设管道，面临铺设管道距离长、安全隐患大多、投资大和管理难等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够在不同煤层之间可垂直连接连通，合理调配地下水库水资源、保障安全运行和节约投资的一种用于连通上下煤层中的地下水库的连接装置及连接方法。

本发明技术方案提供一种用于连通上下煤层中的地下水库的连接装置，包括布置在上下煤层中的地下水库之间的钻孔，所述钻孔沿着垂直方向设置，并连通上煤层中的所述地下水库和下煤层中的所述地下水库，其中，所述钻孔内布置有至少一根向所述下煤层中的所述地下水库中供水的供水管道，所述钻孔内还布置有至少一根用于将污水排出的排水管道，所述排水管道和所述供水管道通过注浆层紧固在所述钻孔内。

进一步地，在所述钻孔内均匀地布置多根所述供水管道和多根所述排水管道，任意相邻的两根所述供水管道、任意相邻的两根所述排水管道及任意相邻的一根所述供水管道和一根所述排水管道之间均形成有间隙，所述间隙内浇筑有所述注浆层。

进一步地，所述供水管道由多段供水管顺次连接形成，每相邻的两段所述供水管之间通过螺纹连接在一起；所述排水管道由多段排水管顺次连接形成，每相邻的两段所述排水管之间也通过螺纹连接在一起。

进一步地，每段所述供水管上还设置有供水管套圈，所述供水管套圈与所述供水管一体成型，每个所述供水管套圈上设置有螺栓孔，相邻的两段所述供水管上的所述供水管套圈通过螺栓连接在一起；每段所述排水管上还设置有排水管套圈，所述排水管套圈与所述排水管一体成型，每个所述排水管套圈上设置有螺栓孔，相邻的两段所述排水管上的所述排水管套圈也通过螺栓连接在一起。

进一步地，相邻的两段所述供水管上通过所述螺栓连接在一起的两个所述供水管套圈焊接在一起；相邻的两段所述排水管上通过所述螺栓连接在一起的两个所述排水管套圈焊接在一起。

进一步地，所述钻孔位于所述上煤层中的所述地下水库的出水口处。

本发明技术方案还提供一种用于连通上下煤层中的地下水库的连接方法，包括如下步骤：步骤1：在上煤层中的地下水库的出水口处垂直向下施工导向孔，直至所述导向孔连通所述上煤层中的所述地下水库和所述下煤层中的所述地下水库；步骤2：所述导向孔施工完成后，采用扩孔钻头对所述导向孔进行扩孔施工，一次形成所需钻孔；步骤3：在所述钻孔内均匀地布置多根供水管道和多根排水管道，并在任意相邻的两根所述供水管道、任意相邻的两根所述排水管道及任意相邻的一根所述供水管道和一根所述排水管道之间均形成间隙；步骤4：将所述钻孔位于所述下煤层处进行封孔，并由下往上均匀地向所述钻孔内注入水泥浆，并通过注入的所述水泥浆将所述供水管道和所述排水管道固定在所述钻孔内；步骤5：完成施工。