一種緩傾角煤層分層開采探放低滲厚層基巖含水層的方法
【專利摘要】本發明公開了一種緩傾角煤層分層開采探放低滲厚層基巖含水層的方法，確定采煤的相關地質參數；確定煤層上分層開采的厚度；對煤層上分層開采；待煤層上分層垮落巖石初步穩定，開始煤層下分層施工工作面，同時在煤層下分層的采煤工作面的地面區域實施垂直探放水鉆孔組；在煤層下分層的工作面開采前，開始抽放低滲厚層含水層中的水；開采煤層下分層，依次停止工作面的地面鉆孔抽放水并封孔；煤層下分層完成回采；煤層上分層開采后，增大鉆孔探放水的效果，下分層開采時無需停止煤層開采等待含水層的探放；采用地面鉆孔探放水，無需通過含水層下破碎嚴重的層位；分層開采產生的導水裂隙帶低，進入工作面的水量減小，降低了突水危險性和排水費用。
【專利說明】一種緩傾角煤層分層開采探放低滲厚層基巖含水層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦開采領域，涉及一種緩傾角煤層分層開采探放低滲厚層基巖含水層的方法。
【背景技術】
[0002]煤層頂板含水層是威脅煤炭安全開采的潛在水源，特別是含水層中的水一次性大量涌入工作面，會產生突水事故，輕則造成工作面停產，經濟損失巨大，重則造成安全事故。為此，煤層開采前多采用井下鉆孔探放水技術，提前對含水層中的水體進行探放，來避免突水事故的發生。但是，當煤層頂板含水層是厚層且低滲時，每個鉆孔探放的影響范圍小，探放的效果十分有限，無法達到提前大量疏放含水層水體的目的，而煤層開采時由于含水層厚度大一次性釋放的水量巨大，易造成突水事故。另外，也有煤層開采采用在每個或多個工作面來壓前進行一次井下隨采探放含水層的方法，但是含水層探放工作和煤層開采工作相互影響，且來壓不易準確判定，不能高效進行探放水，且井下探放鉆孔不易實施。
[0003]綜合以上，目前探放低滲厚層基巖含水層的方法存在以下幾點問題:
[0004]1)在煤層開采前，探放低滲厚層基巖含水層，低滲的含水層被疏放的影響半徑小，含水層疏放效果差；
[0005]2)煤層開采的同時對含水層進行井下探放，不利于煤層連續無間斷開采，鉆探施工直接影響煤炭資源的開采進度；
[0006]3)隨著煤層開采同步對含水層進行井下探放，由于煤層開采造成含水層下面的部分巖層破碎，不利于鉆孔通過，易造成塌孔，成孔施工難度較大；
[0007]4)井下探放水量大時，不僅影響生產，還需要施工專門的泄水巷道，影響工作面的布置和煤炭資源的高效開采；
[0008]5)—次性開采煤層全厚產生的導水裂隙帶的發育高度高，造成含水層進入工作面水量增加，使得工作面突水危險性和排水費用增加；
[0009]6)工作面的來壓受多種因素影響，即將來壓前需要探放水，隨著煤層開采的進行含水層井下探放的時機不易把握。
【發明內容】
[0010]本發明為了解決上述問題，提供一種緩傾角煤層分層開采探放低滲厚層基巖含水層的方法。
[0011]為實現上述目的，本發明方案如下:
[0012]步驟一:依據煤田勘探獲得的開采區域鉆孔柱狀圖確定采煤的相關地質參數，包括開采的煤層的總厚度M、煤層頂板至低滲厚層含水層底板之間的相對隔水層的厚度D ；
[0013]步驟二:對煤層的頂板巖石取樣，測定頂板巖石飽和單軸抗壓極限強度σ ;若σ < 20MPa則頂板為軟弱頂板，20MPa < σ ^ 40MPa則頂板為中硬頂板，40MPa
<σ < 60MPa則頂板為堅硬頂板；[0014]步驟三:確定煤層上分層開采的厚度M1，若頂板為軟弱頂板，則
【權利要求】
1.一種緩傾角煤層分層開采探放低滲厚層基巖含水層的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:依據煤田勘探獲得的開采區域鉆孔柱狀圖確定采煤的相關地質參數，包括開采的煤層(6)的總厚度M、煤層(6)頂板至低滲厚層含水層(I)底板之間的相對隔水層(5)的厚度D ； 步驟二:對煤層(6)的頂板巖石取樣，測定頂板巖石飽和單軸抗壓極限強度σ ;若σ < 20MPa則頂板為軟弱頂板，20MPa < σ ^ 40MPa則頂板為中硬頂板，40MPa<σ < 60MPa則頂板為堅硬頂板； 步驟三:確定煤層上分層(2)開采的厚度M1，若頂板為軟弱頂板，則
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述煤層(6)總厚度M≥3.5m, 60m < D<H，H為煤層(6)各分層全部完成開采產生的導水裂隙帶(8)的最大高度。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟四中在煤層上分層(2)采煤工作面形成后進行開采前，對工作面上方低滲厚層含水層(I)進行地球物理勘探，對探查到的低滲厚層含水層(I)的天然富水異常區域，進行井下鉆孔探放水，然后對煤層上分層(2)進行開米。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述探放水鉆孔組(4)相鄰鉆孔間距為50~80m，兩端的鉆孔距離對應的邊界線的距離應小于50m。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述探放水鉆孔組(4)鉆孔的垂向終孔位置進入低滲厚層含水層(I)底板以下2~5m。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟七中工作面推進到的區域前50~IOOm的地面鉆孔依次停止抽放水并注速凝泥漿快速封孔。
【文檔編號】E21F16/00GK103628914SQ201310567877
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】李濤, 王蘇健, 鄧增社, 陳通, 王威欽, 高穎 申請人:陜西煤業化工技術研究院有限責任公司