[发明专利]一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法

说明书

一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法，基于矿井地质与水文地质条件的综合分析，确定厚煤层顶板深部的高承压含水层。在钻孔资料、厚煤层开采覆岩破坏规律研究的基础上，划分采煤工作面顶板高承压水威胁区。根据威胁区工作面的采煤方法、高承压含水层位置和顶板离层带位置等，确定泄水巷和疏放水钻孔位置及参数。通过疏放水钻孔疏放高承压含水层水和顶板离层水，同时利用泄水巷对钻孔水和工作面积水进行自流排放。孔‑巷联合水害防治方法实现了深部高承压水下厚煤层开采由疏到排系统性的综合防治，为煤矿安全生产提供了技术保障。

技术领域

本发明涉及一种煤矿水害防治方法，尤其是一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治新方法。

背景技术

随着煤炭资源的大量开采，浅部地质条件较好的区域逐渐面临着资源枯竭，煤层开采深度逐年增大。但对于矿区松散层厚度大，煤层埋深大，水文地质条件复杂的煤矿企业，面临的顶板高承压含水层下开采问题日益突出。深部高承压含水层下煤层开采，覆岩采动裂隙波及到该含水层时，工作面涌水量瞬间增大，严重时可能发生突水事故，导致设备损坏，甚至人员伤亡，造成巨大的经济损失。

目前，针对高承压含水层下厚煤层开采，现有技术中还没有一种有效的水害防治方法。

发明内容

为解决高承压含水层下厚煤层开采的水害防治问题，本发明提供了一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法，本发明采用的技术方案为：

一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法，包括如下步骤：

(a)基于矿井地质与水文地质条件的综合分析，确定厚煤层顶板砂岩高承压含水层；

(b)在钻孔资料、厚煤层开采覆岩破坏规律研究的基础上，确定裂采比和离层带位置，划分采煤工作面高承压含水层威胁区，所述裂采比为覆岩破坏导水裂隙带的最大高度与开采厚度之比；

(c)根据高承压含水层威胁区工作面的采煤方法，设计巷道布置方式，确定泄水巷位置；

(d)根据厚煤层顶板砂岩高承压含水层位置和顶板离层带位置，确定钻场位置和疏放水钻孔参数；

(e)通过疏放水钻孔疏放厚煤层顶板砂岩高承压含水层水和顶板离层水，同时利用泄水巷对钻孔水和工作面积水进行自流排放。

一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法，其特征在于：在步骤(a)中，根据地质信息和探测数据，包括厚煤层顶板砂岩高承压含水层的岩性、厚度变化特征、水头压力、抽水试验单位涌水量，将埋深大于300m、水头压力大于3MPa及单位涌水量大于1L/m·s的含水层，确定为厚煤层顶板砂岩高承压含水层。

在上述深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法步骤(b)中，所述厚煤层开采覆岩破坏规律研究是采用钻孔冲洗液漏失量与钻孔彩色电视现场观测方法、经验公式统计方法、相似材料模拟试验及计算机数值模拟方法来综合研究厚煤层开采覆岩破坏塑性区分布特征、应力场、位移场特征，通过比较以上方法的研究结果确定裂采比和离层带位置。

在上述深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法步骤(b)中，根据全矿井钻孔揭露煤层厚度、煤层层位、厚煤层顶板砂岩高承压含水层层位，计算各钻孔厚煤层开采的导水裂隙带高度，绘制全矿井导水裂隙带高度等值线图和厚煤层与厚煤层顶板砂岩高承压含水层间距等值线图，将导水裂隙带高度大于厚煤层与厚煤层顶板砂岩高承压含水层间距的区域划分为高承压含水层威胁区。

在上述深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法步骤(c)中，高承压含水层威胁区的工作面采用走向长壁采煤方法或倾斜长壁采煤方法俯斜开采时，采取双巷布置方式，将标高较低的巷道作为泄水巷，兼做相邻工作面的回采巷道，所述泄水巷为矩形截面，宽度为3-5m。