一种缓倾角煤层分层开采探放低渗厚层基岩含水层的方法

摘要

发明公开了一种缓倾角煤层分层开采探放低渗厚层基岩含水层的方法，确定采煤的相关地质参数；确定煤层上分层开采的厚度；对煤层上分层开采；待煤层上分层垮落岩石初步稳定，开始煤层下分层施工工作面，同时在煤层下分层的采煤工作面的地面区域实施垂直探放水钻孔组；在煤层下分层的工作面开采前，开始抽放低渗厚层含水层中的水；开采煤层下分层，依次停止工作面的地面钻孔抽放水并封孔；煤层下分层完成回采；煤层上分层开采后，增大钻孔探放水的效果，下分层开采时无需停止煤层开采等待含水层的探放；采用地面钻孔探放水，无需通过含水层下破碎严重的层位；分层开采产生的导水裂隙带低，进入工作面的水量减小，降低了突水危险性和排水费用。

主权项

1.一种缓倾角煤层分层开采探放低渗厚层基岩含水层的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：依据煤田勘探获得的开采区域钻孔柱状图确定采煤的相关地质参数，包括开采的煤层（6）的总厚度M、煤层（6）顶板至低渗厚层含水层（1）底板之间的相对隔水层（5）的厚度D；步骤二：对煤层（6）的顶板岩石取样，测定顶板岩石饱和单轴抗压极限强度σ；若σ≤20MPa则顶板为软弱顶板，20MPa＜σ≤40MPa则顶板为中硬顶板，40MPa＜σ≤60MPa则顶板为坚硬顶板；步骤三：确定煤层上分层（2）开采的厚度M₁，若顶板为软弱顶板，则$M_1=\frac{(5.1n_1+5.2)(H_1-5.1)}{100};$若顶板为中硬顶板，则$M_1=\frac{(3.3n_1+3.8)(H_1-5.1)}{100};$若顶板为坚硬顶板，则式中H₁为煤层上分层（2）开采产生的导水裂隙带（7）的最大高度，H₁=D-H_b，H_b为临时保护层厚度，H_b取20～30m，n₁=1；步骤四：对煤层上分层（2）开采，在煤层上分层（2）开采的同时，在煤层上分层（2）的底板同步铺设顶网，作为煤层下分层（3）开采的假顶；步骤五：煤层上分层（2）开采完成后，待煤层上分层（2）上面垮落的岩石稳定，顶网作为煤层下分层（3）的假顶形成后，开始煤层下分层（3）上、下顺槽和开切眼施工，同时在煤层下分层（3）的采煤工作面垂直投影的地面区域实施垂直探放水钻孔组（4），其中工作面垂直投影的倾向长度应大于50m，走向长度应大于500m；探放水钻孔组（4）从工作面始采线至终采线，所有钻孔的垂向终孔位置进入低渗厚层含水层（1）底板以下；步骤六：在煤层下分层（3）的工作面开采前，通过地面探放水钻孔组（4），开始抽放已经受煤层上分层（2）开采扰动渗透性、导水性增加的低渗厚层含水层（1）中的水；步骤七：开采煤层下分层（3），随着煤层下分层（3）工作面的开采推进，依次停止工作面推进到达前的区域的地面钻孔抽放水，并注速凝泥浆快速封孔，直至所有钻孔全部完成快速封孔；步骤八：煤层下分层（3）完成回采，少量顶板涌水通过工作面排水系统排出。