[发明专利]一种煤矿疏水同层回灌方法

权利要求书

1.一种煤矿疏水同层回灌方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)、构建封闭隔水边界：

分析矿井水文地质条件，确定目标含水层是否存在天然封闭隔水边界；若无天然封闭隔水边界，需在目标含水层(1)建成封闭隔水边界(2)；

步骤2)、搭建汇水和输水系统：

在待开采工作面所属采区的井底车场修建独立的水仓(5)，沿待开采工作面(3)顺槽及采区下山(4)开挖水槽，实现疏放水自工作面至水仓的自流式汇集；

步骤3)、回灌孔设计与施工:

在封闭隔水边界(2)外大于200m位置，利用地面定向钻技术在目标含水层(1)施工面向封闭隔水边界外侧的水平多分支孔作为回灌孔(8)；

步骤4)、疏放孔布置及疏水作业：

在待开采工作面(3)形成的切眼位置，利用井下定向钻机施工沿目标含水层走向的主孔和指向目标含水层顶部的羽状分支疏放孔(6)，使其覆盖整个待开采工作面；羽状分支疏放孔(6)施工结束后，安装法兰盘和流量计并进行疏放水作业；

步骤5)、疏放水进行同层回灌:

利用输水管路(9)和高压泵(7)将疏放水抽出矿井，经加压后注入回灌孔(8)，回灌孔(8)最小回灌流量为最大疏放流量的1.2～1.5倍，实现目标含水层水在封闭隔水边界内外的转移；

所述步骤1)中，分析矿井水文地质条件包括目标含水层分布范围、厚度M、目标含水层内断层隔导水性、径流方向及水位H₀信息；所述封闭隔水边界应深入目标含水层顶底界基岩风化壳不小于10m，封闭隔水边界厚度为目标含水层厚度的0.5～0.8倍，保证边界内外的目标含水层不发生绕流；

所述步骤5)中，回灌方式采用变压变量回灌，每24小时调整一次回灌流量和回灌压力增加或减少20％，循环往复进行；回灌孔每回灌1周需进行一次回扬，回扬时间不应＜4h，防止长时间回灌造成回灌孔阻塞。

2.根据权利要求1所述煤矿疏水同层回灌方法，其特征在于，所述步骤2)中，水仓容积应满足2～3日的疏放水量Q_疏；所述水仓内配置栅格网和沉淀池，完成对疏放水的物理过滤。

3.根据权利要求2所述煤矿疏水同层回灌方法，其特征在于，所述步骤3)中，回灌孔在含水层内的分支数量N与单分支长度l与回灌孔的回灌量Q_回、目标含水层厚度M、含水层渗透系数K、含水层边界内水位H₀和边界外水位H、分支孔裸孔孔径r_w以及注水影响半径R有关，其关系如下：

L＝N*l。

4.根据权利要求3所述煤矿疏水同层回灌方法，其特征在于，所述步骤1)中，利用地面直孔注浆工艺，在目标含水层(1)建成封闭隔水边界(2)。

5.根据权利要求4所述煤矿疏水同层回灌方法，其特征在于，所述步骤2)中，沿待开采工作面(3)顺槽及采区下山(4)开挖40×50cm的水槽。