[发明专利]一种浅埋煤层矿井沟道洪水溃水水害防治方法

摘要

本发明公开了一种浅埋煤层矿井沟道洪水溃水水害防治方法，包括步骤一、确定浅埋煤层工作面地表待修筑挡水围堰上游沟道流域面积F；二、计算重现期为N年的待修筑挡水围堰上游洪水流量QN；三、获取矿井地表沟道常态洪水流量Q'；四、待修筑挡水围堰导水管道的构建以及挡水围堰的修筑；五、修筑临时人工导流明渠；六、填充裂缝；七、修筑永久性人工导流明渠。本发明设计新颖，方法步骤简单，可提供浅埋煤层工作面回采前、回采时、回采结束后三个不同时期地表沟道洪水防治方法，既可减少煤炭资源开采过程中的不必要浪费，又能有效预防矿井水害。

主权项

一种浅埋煤层矿井沟道洪水溃水水害防治方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、确定浅埋煤层工作面地表待修筑挡水围堰上游沟道流域面积F：首先，实地勘探浅埋煤层工作面地表影响区域，确定待修筑挡水围堰位置；然后，采用卫星地面遥感影像或地表高程数据确定地表分水岭分布特征，确定浅埋煤层工作面地表待修筑挡水围堰上游的汇水范围并获取待修筑挡水围堰上游的沟道流域面积F；步骤二、根据公式计算重现期为N年的待修筑挡水围堰上游洪水流量QN，其中，δ为步骤一中地表开采区域综合参数，α为重现期N的指数，β为流域面积F的指数，为待修筑挡水围堰上游沟道流域形状系数且γ为待修筑挡水围堰上游沟道流域形状系数的指数，l为实地探测的待修筑挡水围堰上游沟道流域主沟道长度，HxN为对应地表开采区域重现期N年x小时的降雨量，η为降雨量H的指数；步骤三、获取矿井地表沟道常态洪水流量Q'：根据步骤二中重现期为N年的待修筑挡水围堰洪水流量QN估算矿井沟道常态洪水流量Q'，其中，矿井沟道常态洪水流量Q'满足：Q'<QN；步骤四、待修筑挡水围堰导水管道的构建以及挡水围堰的修筑：首先，根据步骤三中矿井沟道常态洪水流量Q'且构建待修筑挡水围堰导水管道(8)，其中，D为管道直径，v为待修筑挡水围堰中导水管道(8)水流流速且C1为管道谢才系数且R1为管道水力半径且n1为管道粗糙度，J1为管道水力坡度且h1为管道两端水位差，L1为管道长；然后，根据确定的矿井沟道常态洪水流量Q'以及待修筑挡水围堰导水管道尺寸在沟道内修筑铺设有导水管道的挡水围堰(1)；步骤五、修筑临时人工导流明渠：在浅埋煤层工作面回采前，在与所述挡水围堰(1)连接的下游采用沙土袋(16)修筑内侧坡降比为1:1的临时人工导流明渠(3)，过程如下：步骤501、根据公式计算临时人工导流明渠过水断面面积A，其中，v'为实测临时人工导流明渠(3)最大过水断面洪水流速；步骤502、根据公式计算临时人工导流明渠水力半径其中，n2为临时人工导流明渠(3)粗糙系数，J2为临时人工导流明渠(3)水力坡度且h2为临时人工导流明渠(3)两端水位差，L2为临时人工导流明渠(3)长，C2为临时人工导流明渠(3)谢才系数；步骤503、根据公式计算临时人工导流明渠湿周Pw；步骤504、根据公式计算临时人工导流明渠有效底宽L3、临时人工导流明渠(3)有效顶宽L4和临时人工导流明渠(3)有效高度h3；步骤505、将自然河道向下开挖，并将挖出的土方一部分按步骤504中所计算的临时人工导流明渠(3)尺寸堆积到河道两岸，另外部分装成沙土袋(16)；步骤506、在河道内铺设防渗土工布(17)并将步骤505中装好的沙土袋(16)分两层堆积在防渗土工布(17)上，修筑临时人工导流明渠(3)；步骤六、填充裂缝：在浅埋煤层工作面回采过程中，对沟道中出现的裂缝进行填充；步骤七、修筑永久性人工导流明渠：在浅埋煤层工作面回采结束后，在沟道修筑永久性人工导流明渠。