[发明专利]一种松软砂岩含水层疏降方法

说明书

本发明实施例一种松软砂岩含水层疏水降压方法，属于煤矿防治水领域，包括：在煤层回采作业前利用疏放水钻孔对目标含水层疏放水，完成一次含水层疏降；煤层回采作业中，控制煤层开采厚度，实现导水裂缝带高度的有限发育。随着工作面推进，在采动应力的影响下，导水裂缝带高度逐渐增大并波及到采空区上方含水层，采空区上方含水层中的水通过所述导水裂缝进入采空区；同时，位于工作面推进方向顶板上方、位于导水裂缝带范围内的含水软砂岩裂缝逐渐发育，与采空区上方的导水裂缝连通，使水通过所述裂缝流入采空区，以实现工作面前方顶板上方的软砂岩含水层的超前二次疏降。可以在一定程度上解决松软砂岩含水层下煤炭资源安全开采存在的问题。

技术领域

本发明属于煤矿防治水领域，特别是涉及一种松软砂岩含水层疏降方法。

背景技术

我国多数煤矿面临着顶板水害威胁，但靠近风氧化带区域或者地层赋存年代短的区域，面临着岩性松软、胶结性差，抗压强度低(一般抗压强度＜30MPa)的特点。在工作面回采过程中，煤层顶板含水层富水性较强，尤其是具有一定承压水压力作用下，煤层顶板含水砂层具有突水、溃砂的威胁。突水溃砂事故的发生易发生局部冒顶，从而造成压架、甚至工作面停产等问题。突水溃砂含水层以泥质胶结为主，导致含水层之间水力联系相对较差，仅通过钻孔来进行疏放水难度较大。为确保顶板松软含水层下煤炭资源安全开采，需采取相应的技术措施。

目前，基于煤层采高、工作面开采尺寸、覆岩结构类型等，确定覆岩破坏高度；结合顶板含水层富水性探查结果，确定含水层富水异常区；在明确含水层具有疏放水可行性的前提下，施工井下疏放水钻孔或者地面水平定向钻孔，实现顶板含水层疏降，降低顶板含水层压力和富水性。

但是，上述仅通过钻孔疏放水方案至少存在如下技术问题：顶板松软砂层含水层在疏降过程中，一般无法疏干(这里“干”指的是不滴水状态)含水层，主要是位于导水裂缝带范围内的含水层，工作面回采过程中，仍存在突水与溃砂的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于采动裂隙和钻孔双途径进行松软砂岩含水层疏降的方法，可以在一定程度上解决松软砂岩含水层下煤炭资源安全开采存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种松软砂岩含水层疏降方法，包括步骤：

S10、在工作面回采巷道掘进完成后、工作面回采前，基于获取得顶板上方各含水层富水性信息，施工相应的疏放水钻孔；

S20、在煤层回采作业前利用所述疏放水钻孔对位于垮落带和导水裂缝带内的目标含水层进行疏放水，完成一次含水层疏降；

S30、导水裂缝带水压降低至预定水压时，开始进行煤层回采作业；

S40、控制煤层开采厚度，随着工作面推进，在采动应力的影响下，导水裂缝带高度逐渐增大，并波及到采空区上方含水层，采空区上方含水层中的水通过所述导水裂缝进入采空区；

同时，位于工作面推进方向顶板上方、位于导水裂缝带范围内的含水软砂岩裂缝逐渐发育，与采空区上方的导水裂缝连通，使水通过所述裂缝流入采空区，以实现工作面前方顶板上方的软砂岩含水层的二次疏降。

可选地，所述步骤S40还包括：

S41、随着工作面前方顶板上方的软砂岩含水层疏降程度不断增加，使顶板含水层富水性大幅降低；

S42、逐步提高煤层开采厚度，以进一步波及顶板上方覆岩中的含水层，以逐渐增加从含水层疏放的水量。

可选地，在步骤S42之后，还包括步骤：S43、随着工作面继续推进，采空区内的上覆岩层逐渐垮落、压实，采动应力形成的导水裂缝逐渐闭合。

可选地，所述步骤S10、在工作面回采巷道掘进完成后、工作面回采前，基于获取得顶板上方各含水层富水性信息，施工相应的疏放水钻孔包括步骤：