[发明专利]一种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法及装置

说明书

本发明涉及一种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法及装置，将巷道顶板分为浅部巷道围岩塑性破裂区、中部稳定岩层区和深部含水层区，根据三种顶板分区的特点，三种分区采用不同形式的套管，分别是深部套管、中部套管和浅部套管，同时，在探放水钻孔钻进时，钻孔角度与塑性区最大深度一致，已达到最好放水效果并防止巷道浅部塑性破裂围岩积水。该方法及装置在实现采动泥岩含水顶板高效防水的同时，也保证了巷道围岩的稳定，具有较好的推广前景。

技术领域

本发明属于矿井探放水技术领域，具体的说涉及一种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法及装置。

背景技术

矿井工程实际中，如果煤层上覆岩层有含水层，工作面回采时上覆岩层破断，必然导致含水层水涌向工作面，甚至产生涌水灾害，故开采前需要探放水，提前将顶板含水疏排。但是传统探放水技术主要采用同一套管，难以应对不同层位岩层的具体情况，深部套管在探放水的过程中很容易造成堵塞，而中部带有孔洞的套管起到的疏水作用很小，往往造成不必要的浪费，浅部由于塑性区巨大的变形压力很容易对套管挤压变形。同时，缺乏易于探放水和巷道围岩控制的合理钻孔角度。本专利针对上述情况，将巷道顶板分为浅部巷道围岩塑性破裂区，中部稳定岩层区和深部含水层区，三种分区采用不同形式的套管，实现高效防水的同时，也保证了巷道围岩的稳定。

发明内容

本发明的目的提供一种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法及装置，在矿井探放水过程中，将巷道顶板分为浅部巷道围岩塑性破裂区，中部稳定岩层区和深部含水层区，三种分区采用不同形式的套管，针对不同的情况去解决相应的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法，将巷道顶板分为浅部巷道围岩塑性破裂区，中部稳定岩层区和深部含水层区，三种分区采用不同形式的套管，在探放水钻孔钻进时，钻孔角度与塑性区最大深度一致，已达到最好放水效果并防止巷道浅部塑性破裂围岩积水。

此种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法及装置，针对浅部巷道围岩塑性破裂区，套管外部设置纵肋防止钻进过程中弯曲，同时设有圆肋防止在巨大的塑性变形压力下对其挤压变形，同时在套管表面均匀布置孔洞易于水体流出。针对中部稳定岩层区含水较少，直接在套管外部设置纵肋防止深孔钻进过程中套管弯曲，套管表面不设孔洞，为光滑管壁，以最大限度的减小管壁与孔壁的摩擦力。针对深部含水层区含水量较大，套管表面均匀布置孔洞让水体流出，其孔洞尺寸和密度均大于浅部巷道围岩塑性破裂区的孔洞尺寸和密度，同时，外部设置纵肋防止钻进过程中套管弯曲。

此种采动泥岩含水顶板巷道高效探放水方法及装置，对布置有孔洞的套管内壁添加内置滤网，防止软化后的泥质岩体或岩屑堵塞内部管道，同时又起到透水的作用。套管两端设有配套螺纹，实现钻杆的连接，同时套管一端设置有多余伸出，以利于套管对接和避免泥质岩体或岩屑进入螺纹阻碍连接。

本发明的有益效果：

此种高效探放水方法及装置，针对巷道顶板不同层位岩层的特点，将巷道顶板分为三种，三种分区采用不同形式的套管，可实现探放水的高效性和持续性。

浅部巷道围岩塑性破裂区的套管外部设置纵肋防止钻进过程中弯曲，同时设有圆肋防止在巨大的塑性变形压力下对其挤压变形。中部稳定岩层区的套管外部设置纵肋防止深孔钻进过程中套管弯曲，套管表面不设孔洞，为光滑管壁，结构相对简单，可节约成本。深部含水层区的套管表面均匀布置孔洞让水体流出，其孔洞尺寸和密度均大于浅部巷道围岩塑性破裂区的孔洞尺寸和密度，以实现高效防水。同时，在设有孔洞套管内壁添加内置滤网，防止软化后的泥质岩体或岩屑堵塞内部管道，同时又起到透水的作用。

附图说明