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CN108086977A - 一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法 - Google Patents

一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法 Download PDF

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CN108086977A CN201711335415.4A CN201711335415A CN108086977A CN 108086977 A CN108086977 A CN 108086977A CN 201711335415 A CN201711335415 A CN 201711335415A CN 108086977 A CN108086977 A CN 108086977A
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coal
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齐文跃
周楠
欧阳神央
张强
孙凯
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China University of Mining and Technology CUMT
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开的一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，适用于矿井水害防治。方法包括：勘探获取底板岩层水文地质条件和物理力学性质，判别底板自然隔水关键层；根据底板破坏深度预计，设计探测钻孔位置、个数、深度及倾角；在钻孔内布置电极、巷道电极和测线，实时采集钻孔电性和电阻率数据，判别底板自然隔水关键层的破坏状态；根据破坏情况进行煤层回采设计。有效解决了煤层为含水层水害防治的问题，能辟免底板自然隔水关键层发生破坏，防止底板隔水层破坏后水源的流失，方法简单，实施成本低。

Description

一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法
技术领域
本发明涉及一种采煤方法，尤其是一种适用于矿井水害防治的煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法。
技术背景
随着煤炭资源的开采，煤炭开采面临着越来越多的复杂条件。在煤矿生产实践中，煤层为主含水层特殊开采条件给煤矿开采水害防治提出了新的挑战。煤层开采过程中，采动应力对底板造成破坏，若底板自然隔水关键层发生破坏，由采动影响造成的大量新的贯通性裂隙沟通破坏的隔水关键层，会造成大量的水源流失。因此，解决煤层为含水层开采过程中底板自然隔水关键层的破坏状态判别及防治具有重要意义。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法。
技术方案：本发明的煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，包括以下步骤：
(1)根据勘探获取含水煤层工作面底板岩层水文地质条件和岩层物理力学性质的信息，判别底板自然隔水的关键层；
(2)根据工作面底板采动导水破坏带深度的统计计算公式预计含水煤层底板破坏深度；
(3)在含水煤层工作面底板中打设探测钻孔；
(4)对施工完成的钻孔进行电阻率成像；
(5)根据不同采区段的底板自然隔水关键层情况，区别进行煤层开采。
所述步骤(3)在含水煤层中打设探测钻孔的步骤如下：
a.在工作面巷道每隔20m布置钻窝施工一组钻孔；
b.根据工作面底板采动导水破坏带深度预计，确定每组钻孔的个数和深度；
c.每组钻孔与水平面之间的夹角采用大倾角。
所述步骤(4)进行电阻率成像的步骤如下：
a.在钻孔内布置电极、巷道电极和测线，钻孔内设有数据采集传输线和电极；
b.测线布置完成后，工作面推进时通过数据采集传输线对电性数据进行动态采集；采用并行电阻率法进行电阻率成像数据实时采集；
c.根据采集到的钻孔电性数据和电阻率成像反演分析；
d.结合地质资料及电阻率测试结果，分析工作面底板在采动过程中岩层的电阻率变化规律，判别底板自然隔水关键层的破坏情况。
所述步骤(5)不同采区段的底板自然隔水关键层情况的煤层开采如下：
a.所采区段的底板自然隔水关键层不破坏的情况，正常回采煤层；
b.如所采区段底板自然隔水关键层中存在裂隙带和陷落柱情况，先对该部位实施注浆封堵，侍底板自然隔水关键层修复完整后，再进行煤层回采；
c.如采动影响造成所采区段底板自然隔水关键层破坏，先对破坏位置处实施注浆封堵，阻断含水煤层水流下渗后，再进行煤层回采。
所述每组钻孔与水平面之间采用的大倾角为30°～90°。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明通过在钻孔内布置电极、巷道电极和测线，实时采集钻孔电性和电阻率数据，判别底板自然隔水关键层的破坏状态，然后进行煤层回采设计。有效解决了煤层为含水层水害防治的问题，能辟免底板自然隔水关键层发生破坏，防止底板隔水层破坏后水源的流失，实际操作性强，方法简单，方案设计合理，实施成本低。在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1为本发明的煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
本发明的煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，具体步骤如下：
(1)根据勘探获取含水煤层工作面底板岩层水文地质条件和岩层物理力学性质的信息资料，判别确定底板自然隔水关键层；
(2)根据工作面底板采动导水破坏带深度的统计计算公式预计含水煤层底板破坏深度；
h1＝0.0085H+0.1665a+0.1079L-4.3579
式中：h1为工作面底板采动导水破坏带深度，H为开采深度，L为工作面斜长，α为煤层倾角。
(3)在含水煤层工作面底板中打设探测钻孔，具体步骤如下：
a.在工作面巷道每隔20m布置钻窝施工一组钻孔；
b.根据工作面导水破坏带深度预计，确定每组钻孔的个数和深度；
c.每组钻孔与水平面之间的夹角尽量采用大倾角，大倾角为30°～90°；
(4)对施工完成的钻孔进行电阻率成像，具体步骤如下：
a.在钻孔内布置电极、巷道电极和测线，钻孔内设有数据采集传输线和电极；
b.测线布置完成后，工作面推进时采用并行电阻率法进行数据实时采集；
c.根据采集到的钻孔电性数据和电阻率成像反演分析；
d.结合地质资料及电阻率测试结果，分析工作面底板在采动过程中岩层的电阻率变化规律，判别底板自然隔水关键层的破坏状态；
(5)根据不同采区段的底板自然隔水关键层情况，区别进行煤层开采，具体步骤如下：
a.所采区段的底板自然隔水关键层不破坏的情况，按常规正常回采煤层；
b.如所采区段底板自然隔水关键层中存在裂隙带、陷落柱等情况，先对该部位实施注浆封堵，底板自然隔水关键层修复完整后，进行煤层回采；
c.如采动影响造成所采区段底板自然隔水关键层破坏，对破坏位置处实施注浆封堵，阻断含水煤层水流下渗后，进行煤层回采。

Claims (5)

1.一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）根据勘探获取含水煤层工作面底板岩层水文地质条件和岩层物理力学性质的信息，判别底板自然隔水的关键层；
（2）根据工作面底板采动导水破坏带深度的统计计算公式预计含水煤层底板破坏深度；
（3）在含水煤层工作面底板中打设探测钻孔；
（4）对施工完成的钻孔进行电阻率成像；
（5）根据不同采区段的底板自然隔水关键层情况，区别进行煤层开采。
2.根据权利要求1所述的一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，其特征在于：
所述步骤（3）在含水煤层中打设探测钻孔的步骤如下：
a. 在工作面巷道每隔20m布置钻窝施工一组钻孔；
b. 根据工作面底板采动导水破坏带深度预计，确定每组钻孔的个数和深度；
c. 每组钻孔与水平面之间的夹角采用大倾角。
3.根据权利要求1所述的一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，其特征在于：所述步骤（4）进行电阻率成像的步骤如下：
a. 在钻孔内布置电极、巷道电极和测线，钻孔内设有数据采集传输线和电极；
b. 测线布置完成后，工作面推进时通过数据采集传输线对电性数据进行动态采集；采用并行电阻率法进行电阻率成像数据实时采集；
c. 根据采集到的钻孔电性数据和电阻率成像反演分析；
d. 结合地质资料及电阻率测试结果，分析工作面底板在采动过程中岩层的电阻率变化规律，判别底板自然隔水关键层的破坏情况。
4.根据权利要求1所述的一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，其特征在于：所述步骤（5）不同采区段的底板自然隔水关键层情况的煤层开采如下：
a. 所采区段的底板自然隔水关键层不破坏的情况，正常回采煤层；
b. 如所采区段底板自然隔水关键层中存在裂隙带和陷落柱情况，先对该部位实施注浆封堵，侍底板自然隔水关键层修复完整后，再进行煤层回采；
c. 如采动影响造成所采区段底板自然隔水关键层破坏，先对破坏位置处实施注浆封堵，阻断含水煤层水流下渗后，再进行煤层回采。
5.根据权利要求2所述的一种煤层为含水层防治底板隔水层采煤方法，其特征在于：所述每组钻孔与水平面之间采用的大倾角为30°~90°。
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