[发明专利]富含水矿区水解放工作面开采方法

说明书

技术领域

本发明属于采矿技术领域，尤其是涉及一种富含水矿区水解放工作面开采方法。

背景技术

随着煤矿开采范围和强度的不断扩大，许多新开发矿区在生产过程中都遇到了富含水岩(煤)层带来的安全生产问题，如：工作面透(突)水溃沙、泥质胶结工作面顶板泥化或强度急剧降低而导致的垮塌冒落、工作面过断层时顶板架前冒落、软岩巷道剧烈变形、破坏、支护失效(锚索、锚杆脱落)、大倾角煤层工作面底板泥化、破坏滑移等等。据相关统计资料，煤矿水害已经成为与煤矿瓦斯灾害等同的、一次死亡人数最多的重大灾害，不仅导致了大量的人员伤亡和重大的经济损失，而且严重制约了矿井综合技术与经济效益的进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种富含水矿区水解放工作面开采方法，其设计合理、施工方便、投入成本低且使用效果好、推广应用前景广泛，能从源头上、根本上解决富含水矿区生产过程中的“水患”问题，大幅度提升矿井安全生产水平和技术经济效益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种富含水矿区水解放工作面开采方法，所开采矿区包括由上至下分布的多个煤层，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、富含水层确定及解放工作面所在煤层选择：在对整个矿区进行开采之前，根据所开采矿区的水文地质资料，确定富含水层的位置；再在所确定富含水层的下方选择一个煤层作为解放工作面所在煤层，且以所述解放工作面所在煤层底部所布置的采煤工作面作为解放工作面；所述解放工作面与富含水层之间的间距应满足在解放工作面开采过程中且在解放工作面的工作面顶板充分垮落后，所形成的顶板裂隙带能延伸至富含水层；

步骤二、解放工作面基本开采参数确定：根据所开采矿区的水文地质资料中所提供的矿井涌水量基础数据，并结合解放工作面与富含水层之间的间距，确定开采解放工作面时的基本开采参数；所述基本开采参数包括工作面长度、工作面推进长度和工作面回采高度，矿井涌水量基础数据中所提供的矿井涌水量越大，工作面长度越大，工作面推进长度越长且工作面回采高度越大；

步骤三、排水系统施工：在开采解放工作面下部建立一个对解放工作面后方采空区内的水进行排出的排水系统，并使得所建立排水系统的排水管道与解放工作面上下部所布设的工作面顺槽相连通；

步骤四、解放工作面开采及同步排水：采用适宜所开采矿区的常规开采方法，且按照步骤二中所确定的基本开采参数，对解放工作面进行开采；所述解放工作面开采过程中，使得解放工作面的工作面顶板充分垮落，相应使得工作面顶板充分垮落后形成的顶板裂隙带与富含水层连通，此时所述顶板裂隙带使得富含水层与解放工作面后方经开采的采空区之间形成多个导水通道，且富含水层内的水经多个所述导水通道进入所述采空区内，并通过布设在解放工作面上下部的工作面顺槽和步骤三中所述的排水系统排出；

步骤四中进行解放工作面开采及同步排水过程中，对富含水层内的涌水量进行同步观测和记录，并根据所记录的涌水量观测数据确定解放工作面的开采持续时间，直至将富含水层内的水排至不会对所开采矿区中多个煤层的开采过程造成水患威胁为止；

步骤五、所开采矿区煤层正常开采：按照常规开采方法，对所开采矿区的多个煤层分别进行开采。

上述富含水矿区水解放工作面开采方法，其特征是：步骤一中所述矿区的多个煤层均为倾角α为35°～55°的大倾角煤层；相应地，步骤五中对所开采矿区煤层正常开采时，由上至下依次对所开采矿区的多个煤层分别进行开采。

上述富含水矿区水解放工作面开采方法，其特征是：步骤三中所述的排水系统包括与解放工作面上下部所布设的工作面顺槽相通的多个排水管道、布设在排水管道出水口处的水仓和布设在水仓上方且对水仓内的存水进行排出的排水设备。

上述富含水矿区水解放工作面开采方法，其特征是：步骤四中所述的常规开采方法为炮采或机械化开采方法。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、设计合理、构思新颖且施工步骤简便，开采过程实现方便。

2、投入成本低，无需投入大量设备和技术工作人员，只需布设对应的排水系统进行排水即可，施工难度非常低。

3、使用效果好且实用价值高，只需在富含水矿区选择合理位置的煤层，并根据实际具体情况布置不同规格的解放工作面，再按照常规开采方法开采“水解放层(即解放工作面)”，便能完成对被解放范围内的岩(煤)层水进行合理疏排，因而能从源头上、根本上解决富含水矿区生产过程中的“水患”问题，大幅度提升矿井安全生产水平和技术经济效益。