[发明专利]一种煤层底板高承压水冻结法防突开采方法

说明书

本发明涉及煤炭开采以及矿井水害防治技术领域，且公开了一种煤层底板高承压水冻结法防突开采方法，包括以下步骤：a、在回采巷道内施工多个底板钻孔，探明开采区域内煤层底板高承压水水文地质情况，获取煤层底板高承压水层位以及区域边界；b、在回采巷道内施工制冷硐室，硐室间距为200m，硐室内安装制冷装置与制冷管路；c、在回采巷道内施工冻结钻孔，钻孔直径为100mm，钻孔间距为1.5m，冻结钻孔终孔位置应超过含水层，超出距离不小于含水层厚度的20％。该煤层底板高承压水冻结法防突开采方法，隔水性能好，对地层的适应性强，可有效预防回采期间巷道底板突水事故的发生，降低冻结区域巷道底板变形，实现矿井安全高效生产。

技术领域

本发明涉及煤炭开采以及矿井水害防治技术领域，具体为一种煤层底板高承压水冻结法防突开采方法。

背景技术

煤炭资源是我国经济发展的主要能源，但近年来随着矿井开采深度以及规模的逐渐增加，矿井突水事故频发，根据国家有关机构统计，在矿井重大灾害事故中，水害事故在导致矿井死亡人数方面高居第二位，仅次于瓦斯事故，由于我国矿井水文地质条件较为复杂，致使工作面回采期间煤层底板透水事故逐年加重，矿井水害防治问题更加突出，严重影响了矿井的安全高效生产，因此，如何防治煤层底板高承压水突出，不仅成为采矿行业亟待解决的科学问题，同时也是新时代矿井绿色环保开采理念的必然要求。

国内外许多专家学者对煤层底板突水防治技术进行了研究，取得了以下成果：(1)对富水区域及时探测，针对有突水倾向的区域采用注浆加固的方法，确保工作面安全生产；(2)采用多种探测方法，如钻孔注水法、应力-位移监测法以及物探等，增强突水事故的预警能力；(3)降低工作面回采高度，减少采动对煤层底板含水层的影响；(4)增加预留煤柱尺寸，减弱采动对底板岩层的影响。

以上技术或存在隔水性能差、预警不及时，或造成煤炭资源的浪费以及水资源的流失，因此，如何兼顾煤炭资源安全高效开采与地下水资源保护是目前采矿行业亟待解决的科学问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤层底板高承压水冻结法防突开采方法，具备隔水性能较好，对地层的适应能力较强，施工方便，同时有利于解决回采期间巷道底鼓问题等优点，解决了现有技术或存在隔水性能差、预警不及时，或造成煤炭资源的浪费以及水资源的流失的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤层底板高承压水冻结法防突开采方法，包括以下步骤：

a、在回采巷道内施工多个底板钻孔，探明开采区域内煤层底板高承压水水文地质情况，获取煤层底板高承压水层位以及区域边界；

b、在回采巷道内施工制冷硐室，硐室间距为200m，硐室内安装制冷装置与制冷管路；

c、在回采巷道内施工冻结钻孔，钻孔直径为100mm，钻孔间距为1.5m，冻结钻孔终孔位置应超过含水层，超出距离不小于含水层厚度的20％；

d、制冷装置通过制冷管路与冻结钻孔相连，对底板含水层实施冻结，冻结帷幕宽度不小于2m，在开采区域与煤层底板高承压水相交的边界构建冻结帷幕，将煤层底板高承压水与开采区域隔绝，防止回采期间煤层底板高承压水向开采区域内排泄；

e、冻结工作完成后，在回采巷道内布置抽排系统，将位于冻结帷幕内的煤层底板高承压水抽离开采区域，人为的降低开采区域内底板水流量以及水压力；

f、抽排工作完成后，工作面准备回采，切眼内冻结钻孔在工作面回采前停止冻结，工作面回采至距离两巷冻结钻孔的10m位置时，该冻结钻孔停止维护冻结，让其自然解冻，停采线至采区巷道的冻结钻孔待工作面回采完毕后停止冻结。

优选的，所述的制冷硐室位于巷道非回采侧煤壁，所述冻结钻孔距离非回采侧煤壁距离为150mm，钻孔垂直打设。