[发明专利]一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法

权利要求书

1.一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、预测采煤工作面导水裂隙带高度；

S2、确定导水裂隙带高度范围内的最大充水含水层；

S3、计算导水裂隙带进入确定的最大充水含水层时需要采煤工作面推进的推进距离D；

S4、将采煤工作面推进距离D后，记录T₀时间内无降水条件下的采煤工作面涌水量Q₀；

S5、获取涌水量为Q₀时的涌出水样，并测定水质矿化度a₀；

S6、取大气降水的水样，并测定大气降水的水样矿化度a_j；

S7、继续开采工作面的煤炭，直至完成采煤工作面内煤炭回采，在这一过程中逐渐形成采空区；采空区形成后，记录每次矿山来压时形成的采空区实际总的涌水量Q_n，并取样测得来压时涌水的矿化度a_n，同时记录矿山来压时的来压步距L_n；其中，Q_n、a_n以及L_n中的n指代推进距离D后矿山来压的序号数；

S8、计算T₀时间内无降水量条件下，每次矿山来压形成的采空区地下总涌水量D_n；若记录Q_n前T₀时间无大气降水，则D_n＝Q_n；若记录Q_n前T₀时间有大气降水，则采用公式(I)计算：

S9、计算每个矿山来压段的不考虑降水的涌水量C_n，采用公式(II)计算：

C_n＝D_n-D_n-1 (II)

式中，n为≥1的整数，且当n＝1时，D_n-1＝Q₀；

S10、判定煤炭采空区地下水通道的优势矿山来压段；当C_n≥C_p时，则判定该煤炭采空区地下水通道的矿山来压段为优势矿山来压段；其中，C_p是所有C_n的平均值；

S11、对确定的煤炭采空区地下水通道的优势矿山来压段外推5～15m范围内实施地面封堵钻孔组；钻孔组实施的终孔层位为确定的最大充水含水层的底板；

S12、在封堵钻孔组中，测定最大充水含水层的流向和流速V₁；

S13、对封堵钻孔进行射孔，射孔的层位是确定的最大充水含水层；

S14、对射孔后的钻孔进行既定的注浆封堵；

S15、在采空区的开切眼及收作线外推一段距离实施钻孔，并重复步骤S12至步骤S14，进行既定的注浆封堵。

2.根据权利要求1所述的煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，其特征在于：步骤S1中，采用常规的导水裂隙带高度计算方法，计算出采煤工作面的导水裂隙带高度。

3.根据权利要求1所述的煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，其特征在于：步骤S2中，最大充水含水层是指渗透系数和厚度乘积最大的含水层，其中，渗透系数通过抽水实验获得，厚度通过钻孔柱状图获得。

4.根据权利要求1所述的煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，其特征在于：步骤S3中，推进距离D的计算基于常规的物理相似模拟技术。

5.根据权利要求1所述的煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，其特征在于：步骤S4中，T₀值依据降水与采煤工作面涌水量动态曲线确定，即最少T₀时间不降水时，采煤工作面的涌水量≤降水前的涌水量。

6.根据权利要求1所述的煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，其特征在于：步骤S13中，射孔的方向为步骤S12确定的地下水流向的上游来水方向、下游去水方向。