[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

说明书

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，包括如下步骤：预测采煤工作面导水裂隙带高度；确定最大充水含水层；计算推进距离；记录采空区实际总的涌水量，涌水的矿化度，来压步距；判定煤炭采空区地下水通道的优势矿山来压段；实施地面封堵钻孔组，测定最大充水含水层的流向和流速；对封堵钻孔进行射孔；对射孔后的钻孔进行既定的注浆封堵。本发明相比较钻探探查，采用采煤工作面涌水量反演通道发育程度，钻探数量大幅度减少，工程更少，简单易实施；流速流向测定和射孔技术的实施，一个钻孔可以大面积封堵通道，封堵效率更高，工程量减小，通道探查的精度更高。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法。

背景技术

我国煤炭开采形成大量的采空区，采空区与地下水联系密切，地下水系统中的水进入采空区后被污染，对地下水环境影响较大。因此，需要对采空区地下水污染通道进行探查，对探查到的通道进行封堵来控制对地下水环境的污染。

对采空区地下水污染通道的探查及封堵方法较多，主要包括：电法、地质雷达等物探手段，钻探勘探手段及水文地质调查等探查方法，并对准确探查到的通道进行注浆封堵，但是这些方法均存在一些不足之处，具体不足为：1)物探有多解性，无法准确圈定涌水通道；2)钻探可以准确找到某一个点上的通道，但周边的信息无法获取，探查范围有限，且封堵范围有限；3)采用物探和钻探探查和封堵通道，由于没有初步圈定的靶区，因此需要密集的物探和钻探工程，造成工程费用较高；4)水文地质调查主要通过有限的地面信息开展，只能宏观的推演，对后续的封堵的意义不大，适用范围有限且精度低。

有鉴于此，有必要提供一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，能够克服上述不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种煤矿采空区顶板地下水污染通道探查及封堵方法，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：