[发明专利]一种煤矿下山巷道工作面水害的超前治理方法

说明书

本发明记载记载了一种煤矿下山巷道工作面水害的超前治理方法，涉及矿井领域。该方法主要包括以下步骤：钻孔布置，在工作面的后方开挖第一排水硐室，从排水硐室开始，沿着巷道底板钻取排水孔；沉管排水，将排气管逐段相接伸入排水钻孔直至孔底，将排气管位于排水硐室的一端与井下管道压缩空气相接，压缩空气通过排气管吹向排水钻孔底部，然后沿着排水钻孔快速地流出，同时将钻孔中的积水快速带出钻孔，实现积水的排出。解决了现有技术中工作面附近巷道底板湿滑的问题，综掘机的逆坡后退的困难得到有效解决；通过排水硐室的交替推进，在保证施工的持续推进；有效解决了矿洞中侏罗系砂岩遇水成泥的难题，保证了施工的顺利进行。

技术领域

本发明涉及矿井领域，具体为一种煤矿下山巷道工作面水害的超前治理方法。

背景技术

长期以来，煤矿富水岩层中的下山巷道综掘(综掘机掘进)施工的安全与进度深受工作面积水的影响，大量的水通过岩层中的裂隙渗流出来积聚在工作面位置，一方面造成工作面附近巷道底板湿滑，导致综掘机履带与巷道底板间的摩擦力大幅降低，致使综掘机割岩后难以后退，尤其在大倾角下山巷道，综掘机逆坡后退十分艰难，3—6m的后退距离往往要消耗4—6个小时，严重影响了巷道的成巷速度。另一方面，工作面严重积水还会导致排矸困难，对于泥岩层中的巷道，碎矸遇水会严重泥化，泥化后的岩石犹如刚刚搅拌好的混凝土一样，综掘机根本无法将其排除，只能人工利用盆端、桶提、手推车等原始的方式排除，大大降低了工作效率和成巷速度。除上述两方面之外，工人在严重积水的环境中工作，安全保障大打折扣，安全隐患大幅增加，同时围岩浸水后强度也会大幅降低，稳定性下降。

积水原因示意图如图1所示。由于煤矿工程地质环境的复杂性，煤矿井田范围内会有很多断层、破碎带、采空区，岩层本身也存在很多的裂隙，通常情况下断层中、破碎带中、岩层的众多裂隙中都会含有静态水，有时这些水还具有一定的压力，此外巷道上方的采空区有时也会有水的存在。巷道开挖后，上述的各种水因为压力差的原因会通过围岩中互相沟通的裂隙向巷道渗流，如果巷道开挖揭开了断层，断层中的水会直接涌向工作面并积聚在工作面处的巷道底板上。对于下山巷道而言，因工作面位于斜巷的下方，故下山巷道其它部位渗流出来的水也会流向工作面，从而造成了工作面的积水。

常用的排水方法采用水泵抽水排水法，如图2所示。目前，国内外煤矿下山巷道都用图2所示的水泵抽水排水法进行工作面积水的排除。这种方法的优点是简单，但缺点也很明显，首先，这种方法不能够解决工作面附近巷道底板的湿滑问题，综掘机的逆坡后退的困难依然没有解决；其次，排水过程中，很多施工工作需要停止，如排矸、支护等工作都需要排完水之后才能进行；第三，对于“遇水成泥”的侏罗系砂岩，此种方法根本行不通；第四，当斜巷的长度过长时，需要很多泵接力抽排水，增加了排水的复杂性；第五，当工作面遇较大富水裂隙，且该裂隙又与其它富水断层和裂隙相互连通时，一般情况下会排水很多天，这些天都无法施工巷道。此外，当裂隙涌水量较大时，还需要增加若干台泵同时工作方可满足排水要求。

发明内容

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种煤矿下山巷道工作面水害的超前治理方法包括以下步骤：

一、钻孔布置：在工作面的后方开挖第一排水硐室，从排水硐室开始，沿着巷道底板钻取排水孔，当巷道底板较长时，可随着巷道的不断推进在巷道的另一侧提前开挖第二排水硐室，接力预排水工作，第二排水硐室所接的排水孔和第一排水硐室所接的排水孔相同，按同样的方法施工即可；

二、沉管排水：将排气管逐段相接伸入排水钻孔直至孔底，将排气管位于排水硐室的一端与井下管道压缩空气相接，压缩空气通过排气管吹向排水钻孔底部，然后沿着排水钻孔快速地流出，同时将钻孔中的积水快速带出钻孔，实现积水的排出。

所述排水孔的深度为2-3米，钻孔长度为140-200米。

所述第二排水硐室距前一排水钻孔的水平距离为15-20米。

该排水治理方法每15-25分钟工作一次，每次4-6分钟。