[发明专利]一种顶板含水层疏水降压的方法

说明书

本发明公开了一种顶板含水层疏水降压的方法，包括以下步骤：S1：确定工作面的地质条件、回采工艺，提出水文地质情况评价报告，S2：根据开采区域的煤层厚度、煤层顶板距主含水层的距离，计算工作面开采后导水裂隙带的高度，确定工作面顶板冒裂安全性分区图，S3：根据覆岩破坏高度、超前疏放目标含水层、钻孔资料、水文地质资料。本发明能够对将回采区域强含水层水位疏降至某一数值时，即达到安全水压时，疏水钻孔出水量趋于稳定或降到安全临界数值以下，实现工作面安全生产，能够准确有效的对顶板含水层实现超前疏放，在确保工作面开采安全的前提下，能够有效降低工作面开采成本和提高生产效率。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种顶板含水层疏水降压的方法。

背景技术

近年来，我国煤炭产量总体呈逐年增长的趋势，煤炭资源开采条件也日趋多样化、复杂化，煤层顶板砂岩含水层的静水压力随着开采深度的增加而逐步升高，高水压顶板砂岩水的存在给工作面安全生产带来了较大隐患。

根据《煤矿防治水细则》规定，当导水裂缝带范围内的含水层水影响安全开采时，必须采取超前疏放水措施，当导水裂缝带范围内有强富水含水层时，必须将强富水含水层疏干后方可开采。但对于补给条件好、储量丰富的强富水含水层，在实际生产中难以完全疏干或疏干工程量巨大，完全疏干需要很长时间，在经济上不合理。

而对顶板砂岩含水层进行超前疏放，实现疏水降压是目前被广泛应用的防治手段，但砂岩含水层具有不均匀性，渗透性各不相同，如何准确布置钻孔将顶板含水层超前疏放降至安全水压下相关研究属于空白。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种顶板含水层疏水降压的方法。

本发明提出的一种顶板含水层疏水降压的方法，包括以下步骤：

S1：确定工作面的地质条件、回采工艺，提出水文地质情况评价报告；

S2：根据开采区域的煤层厚度、煤层顶板距主含水层的距离，计算工作面开采后导水裂隙带的高度，确定工作面顶板冒裂安全性分区图；

S3：根据覆岩破坏高度、超前疏放目标含水层、钻孔资料、水文地质资料，模拟工作面上部顶板含水层疏放前的水流场状态、工作面开采过程中的水流场状态；

S4：通过物探、钻探手段探明含水层层位、富水区域，分析疏水量、钻孔疏水影响半径，综合分析含水层动、静储量，进行可疏性评价；

S5：以提高疏放水量、消耗静储量、消减水头高度为目的，以分区侧重、总工程量最优、方便施工为原则，设计施工疏放水钻孔；

S6：通过在疏放水钻孔内安装实时监测探头和疏水设备，在水压大、含水量丰富的承压含水层下方施工专门疏水巷道，并利用疏水巷道和疏水设备综合疏水；

S7：布置验证钻孔对疏放水效果进行验证，测算含水层平均涌水量和最大涌水量，设置最大疏水阈值，并按照最大疏水阈值布置疏水设备，使实时监测水压低于安全开采水压；

S8：根据疏水钻孔、验证钻孔水量、水压变化动态成果以及物探异常区域验证成果，对水害治理效果进行综合分析，提出水害隐患治理情况分析报告。

优选地，所述疏水设备为可调节流量的大流量疏水管道，且疏水管道与实时监测探头共用，通过调节疏水管道的疏水流量测算含水层平均涌水量和最大涌水量。

优选地，所述实时监测探头包括水压传感器和水流量传感器，且水压传感器和水流量传感器通过信号线连接有用于监控的数字显示设备。

优选地，所述最大疏水阈值为最大涌水量的150％-250％，且疏水管道平均疏水量为含水层平均涌水量130％-200％。

本发明的有益效果为：