[发明专利]基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法

说明书

一种基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法。首先利用物探方法圈定老空区的大概空间范围以指导钻孔设计，然后利用束状定向钻孔主孔查明老空区具体位置，再利用垂向分支孔、轴向分支孔和横向分支孔等查明老空区具体空间参数和充水情况，并进行老空水疏放。束状定向钻孔施工时采用孔口控压防喷装置确保钻进施工安全，并在出水分支孔内下入过滤防堵装置，成孔后采用孔口控量放水装置进行放水控制。该方法解决了现有技术老空区探查精度低、钻孔易堵塞、老空水疏放不彻底等不足，既可对老空区进行精确探查，又可对老空水进行疏放，具有探查距离远、范围广、精度高、疏放效果好、安全可靠等优点，减少了矿井老空水害致灾风险。

技术领域

本发明涉及煤矿水害防治的技术领域，尤其涉及一种基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法。

背景技术

煤矿水害主要有顶板水害、底板水害和老空水害等，其中从煤矿水害事故水源看，大多数是透老空水造成的，且危害性巨大。

老空水主要贮存在矿井周边的小煤窑，矿井本身的老空区或与老空区相连的煤、岩石巷道内，位置往往较高，水体赋存情况不明，矿井采掘工程与这种水体的空间关系错综复杂。由于历史原因往往缺乏甚至没有可靠的技术资料，水情难以分析判断。这种水体分布集中，水压传递迅速，采掘工作面一旦接近，老空积水便可突然溃出，发生透水事故。这种水体不但存在于地下水资源丰富的矿区，也可能存在于干旱地区的矿区，是煤矿生产过程中普遍存在的一种水害，资源整合、兼并重组后的矿井尤为突出，是煤矿防治水的重点。

采用钻孔对老空水提前进行探放是避免老空水害事故发生的有效途径，当前主要采用常规回转钻进技术施工常规钻孔进行老空水治理，存在施工工程量大、钻孔深度较小、施工过程中钻孔轨迹无法连续测量和实时控制、难以精确探放等问题。

为此，本发明的设计者鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，针对矿井老空水探放方法存在的不足，研究设计出一种基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法，以克服上述缺陷。为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法，其能针对矿井老空水严重影响矿井安全，而现有技术方法存在探查精度低、钻孔易堵塞、老空水疏放不彻底等不足进行改良。

为解决上述问题，本发明公开了一种基于井下束状定向钻孔的矿井老空水精确探放方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一：粗探老空区的空间位置；采用物探方法进行老空区的粗探，初步圈定老空区的整体空间范围；

步骤二：确定钻场，并铺设排水管路和设置排水设施；

步骤三：确定束状定向钻孔的具体结构；所述束状定向钻孔包含主孔、垂向分支孔、轴向分支孔和横向分支孔，以主孔为中心，垂向分支孔、轴向分支孔和横向分支孔相对主孔呈束状排列，束状定向钻孔与老空区的交汇点为贯通点；

步骤四：套管孔段施工并安装孔口控压防喷装置；

步骤五：进行束状定向钻孔中主孔、垂向分支孔、轴向分支孔和横向分支孔的具体钻入，以得到老空区的具体高度、长度以及宽度，在钻入过程中安装过滤防堵装置；

步骤六：通过束状定向钻孔对老空区进行控量排水，在束状定向钻孔所有分支孔施工完成后，组装孔口控量放水装置，根据钻场排水能力，控制老空水疏放速度，直至老空水疏放量达到矿井安全开采要求为止。

其中：所述垂向分支孔、轴向分支孔和横向分支孔的倾角均为正值，便于老空水疏放。