利用上覆采空区废水原位弱化主控煤岩层的方法

摘要

一种利用上覆采空区废水原位弱化主控煤岩层的方法，所述方法是利用开槽、垂直分段爆破进行预裂诱导上覆采空区废水进入主控煤岩层，预防采场支架异常压力、顶板突水等煤岩失稳灾变现象。本方法充分利用上覆采空区多年沉积的矿井废水，让采空区废水逐渐渗透进需要软化的坚硬煤岩层，实现了主控煤岩层悬顶长度的控制以及对采空区灾害进行预防和治理，具有明显的效果。

主权项

一种利用上覆采空区废水原位弱化主控煤岩层的方法，所述方法是按下列步骤进行的：（1）收集该煤层的水文地质资料，包括煤层厚度、顶板厚度以及采空区厚度及水文情况，并分别对煤体和顶板岩体进行钻探取样，然后进行室内力学特性测试，测定单轴抗拉强度、单轴抗压强度、渗透性和含水率的物理力学参数；（2）根据煤体和顶板岩体的物理力学特性，分别测定在水中浸泡不同时间后煤体和顶板岩体的强度变化；（3）对采空区地质采矿情况进行研究分析，利用探地雷达技术探查积水的分布情况，且对采空区水量进行预测；（4）分别在回风平巷超前工作面靠近煤体侧的巷道顶板，利用钻机每隔一定的距离打出一排若干垂直放水钻孔，在每个钻孔中平行于采煤工作面方向，间隔一定的角度继续打3‑5个钻孔；所有钻孔深度应保证上覆采空区底板与采空区贯通，在钻孔的同时，利用开槽钻头在所有钻孔中开设若干个“V”型槽，所有钻孔中，顶煤部分每隔3m开设一“V”型槽，上覆岩层部分每隔5‑7m开设一“V”型槽；（5）超前回采工作面80m对相应的钻孔采用分段间隔装药，装药段数与每个钻中“V”型槽的个数相同，每段装药长度由相邻两个“V”型槽决定，所述“V”型槽处于每段炸药的中间部分，装药过程中首先将快硬水泥、药卷、起爆药和水炮泥用炮棍或者专门的器具慢慢送入钻孔底部不同位置，然后用炮泥进行填实，完成第一段装药，接着重复操作直至装满钻孔为止；（6）拟起爆钻孔装药完毕后，进行炮泥封孔，然后连网起爆；（7）对爆破后的炮孔实施二次封孔作业，使上覆采空区废水逐渐渗透至所需要软化的主控煤岩层；（8）根据采空区废水软化后煤体和顶板岩体的单轴抗拉强度、工作面采煤机及其液压支架的性能确定工作面的推进速度。