一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法与流程

1.本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法。

背景技术：

2.在未采用该技术之前，工作面穿上部采空区疏放顶板水技术空白，仅采用顶部自由垮落积水渗流的方法方式，往往出现顶部水渗流，水量无法有效控制，且顶部含水层水通过煤岩裂隙渗入上部采空区，上部采空区内积水无法及时、有效疏放。有顶水采掘作业的情况，存在突水风险，且经常出现穿过采空区止水套管固定不牢固、止水套管长度不足等问题，不符合《煤矿防治水细则》第四十八条规定，钻孔施工完成后，止水套管与煤(岩)壁之间的裂隙时常出现淋、渗水现象。
3.1.在疏放水钻孔施工中，如对顶部采空区形成时间、“两带”高度范围内岩性、物探等方法综合分析不到位，施工过程中往往出现卡钻、钻头堵塞等问题，导致钻孔无法施工至目的层位，且有钻杆卡死，存在丢钻杆的情况。
4.2.编制疏放水设计时，如不能充分考虑上部采空区垮落、煤岩裂隙渗水等情况，钻孔施工后，塌孔风险大，且疏放的顶部含水层水会通过采空区垮落带、导水裂隙带渗入采空区，导致钻孔不出水、采空区内积水等情况，存在突水风险。
5.3.钻孔附近及止水套管固定、加固不牢固，容易造成止水套管与煤(岩)壁之间的裂隙出现淋、渗水现象，水压容易冲出止水套管，无法起到止水效果，存在较大安全隐患。

技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，包括以下步骤：通过对顶部采空区形成时间、“两带”高度范围内岩性、物探等方法综合分析，得出顶板含水层水的可疏性，编制疏放水设计，还包括穿过上部采空区固定止水套管的方法。
9.作为本发明的进一步方案，所述穿过上部采空区固定止水套管的方法包括以下步骤：
10.s1：采用锚杆钻机配φ30mm钻头在钻孔附近1000mm范围内施工3孔深度为3000mm的注浆孔，插入中空注浆锚杆，在入口端头200mm、1000mm处分别缠绕棉纱配合水泥药卷封堵孔隙并固定；
11.s2：在疏放水钻孔施工前，先用φ113mm钻头施工至设计止水套管长度后，将孔内冲洗干净；
12.s3：再用水泥药卷及麻线等安设φ89mm型套管，并采用注浆泵通过法兰盘沿止水套管内壁注射加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料加固套管，并通过注浆锚杆向巷道顶部
注加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料对顶部采空垮落区进行加固，彻底封堵止水套管外壁煤岩体与上部采空垮落区煤岩裂隙；
13.s4：待止水套管周围加固材料凝固后扫孔，扫孔深度应超过止水套管长度0.5m；
14.s5：扫孔后对止水套管必须进行注水耐压试验，耐压值不得小于预计静水压值的1.5倍，并在套管上安设防喷装置后开始施工疏放水钻孔。
15.作为本发明的进一步方案，钻进过程中要经常检查钻杆等是否有弯曲，弯曲者不得下入孔内，不进尺或者进尺非常缓慢时要分析原因，并进行往复钻进安设套管段不得出现孔斜。
16.作为本发明的进一步方案，钻孔施工完成后，及时对钻孔进行测斜。
17.作为本发明的进一步方案，钻孔施工完成后，及时观测涌水量、水压、水温等参数变化情况，出现水量突然变小时，通过疏通钻孔的方法确认是否出现塌孔现象。
18.本发明的有益效果为：
19.1.在疏放水钻孔施工前对顶部采空区形成时间、“两带”高度范围内岩性、物探等方法综合分析方析，提出了顶板含水层水的可疏性，施工过程中出现卡钻时，采用往复钻进、调节转速等方法，使得钻孔顺利施工至设计层位。
20.2.编制疏放水设计时，充分考虑上部采空区垮落、煤岩裂隙渗水等情况，设计的钻孔为仰角较大钻孔或垂直孔，有效减小了塌孔和积水渗漏情况，使得疏放的积水能够顺利从孔内流出，达到了疏水降压的目的，并极大的减小了工作面回采过程中的顶板水突水风险。
21.3.通过在钻孔附近施工注浆孔，注射加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料加固、填充上部采空区煤岩裂隙、再次通过加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料对止水套管进行固定，有效解决了套管固定不牢固、止水套管周围出现淋、渗水现象的问题。
附图说明
22.图1为本发明提出的一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法的步骤示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.实施例
26.参照图1，一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，包括以下步骤：通过对顶部采空区形成时间、“两带”高度范围内岩性、物探等方法综合分析，得出顶板含水层水的可疏性，编制疏放水设计，设计时充分考虑煤岩裂隙渗水等情况，尽量设计仰角较大钻孔或垂直孔，以较少钻孔孔斜和煤岩裂隙渗水等情况，还包括穿过上部采空区固定止水套管的方法。
27.本实施例中，穿过上部采空区固定止水套管的方法包括以下步骤：
28.s1：采用锚杆钻机配φ30mm钻头在钻孔附近1000mm范围内施工3孔深度为3000mm的注浆孔，插入中空注浆锚杆，在入口端头200mm、1000mm处分别缠绕棉纱配合水泥药卷封堵孔隙并固定；
29.s2：在疏放水钻孔施工前，先用φ113mm钻头施工至设计止水套管长度后，将孔内冲洗干净；
30.s3：再用水泥药卷及麻线等安设φ89mm型套管，并采用注浆泵通过法兰盘沿止水套管内壁注射加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料加固套管，并通过注浆锚杆向巷道顶部注加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料对顶部采空垮落区进行加固，彻底封堵止水套管外壁煤岩体与上部采空垮落区煤岩裂隙；
31.s4：待止水套管周围加固材料凝固后扫孔，扫孔深度应超过止水套管长度0.5m；
32.s5：扫孔后对止水套管必须进行注水耐压试验，耐压值不得小于预计静水压值的1.5倍，并在套管上安设防喷装置后开始施工疏放水钻孔。
33.本实施例中，使用的钻杆一定要直，钻进过程中要经常检查钻杆等是否有弯曲，弯曲者不得下入孔内，不进尺或者进尺非常缓慢时要分析原因，并进行往复钻进安设套管段不得出现孔斜。
34.本实施例中，钻孔施工完成后，及时对钻孔进行测斜，准确掌握了钻孔倾斜规律。
35.本实施例中，钻孔施工完成后，及时观测涌水量、水压、水温等参数变化情况，出现水量突然变小时，通过疏通钻孔的方法确认是否出现塌孔现象。
36.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
37.1.通过钻孔附近施工注浆孔，注射加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料加固、填充上部采空区煤岩裂隙、再次通过加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料对止水套管进行固定，有效解决了套管固定不牢固、止水套管周围出现淋、渗水现象的问题。
38.2.通过采用钻探方法穿过采空区疏放顶部含水层水，达到了“疏水降压”的目的，且钻孔通过采空区到达含水层，该技术的应用极大的减小了工作面回采过程中的顶板水突水风险。
39.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
40.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过对顶部采空区形成时间、“两带”高度范围内岩性、物探等方法综合分析，得出顶板含水层水的可疏性，编制疏放水设计，还包括穿过上部采空区固定止水套管的方法。2.根据权利要求1所述的一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，其特征在于，所述穿过上部采空区固定止水套管的方法包括以下步骤：s1：采用锚杆钻机配φ30mm钻头在钻孔附近1000mm范围内施工3孔深度为3000mm的注浆孔，插入中空注浆锚杆，在入口端头200mm、1000mm处分别缠绕棉纱配合水泥药卷封堵孔隙并固定；s2：在疏放水钻孔施工前，先用φ113mm钻头施工至设计止水套管长度后，将孔内冲洗干净；s3：再用水泥药卷及麻线等安设φ89mm型套管，并采用注浆泵通过法兰盘沿止水套管内壁注射加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料加固套管，并通过注浆锚杆向巷道顶部注加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料对顶部采空垮落区进行加固，彻底封堵止水套管外壁煤岩体与上部采空垮落区煤岩裂隙；s4：待止水套管周围加固材料凝固后扫孔，扫孔深度应超过止水套管长度0.5m；s5：扫孔后对止水套管必须进行注水耐压试验，耐压值不得小于预计静水压值的1.5倍，并在套管上安设防喷装置后开始施工疏放水钻孔。3.根据权利要求1所述的一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，其特征在于，钻进过程中要经常检查钻杆等是否有弯曲，弯曲者不得下入孔内，不进尺或者进尺非常缓慢时要分析原因，并进行往复钻进安设套管段不得出现孔斜。4.根据权利要求1所述的一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，其特征在于，钻孔施工完成后，及时对钻孔进行测斜。5.根据权利要求1所述的一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，其特征在于，钻孔施工完成后，及时观测涌水量、水压、水温等参数变化情况，出现水量突然变小时，通过疏通钻孔的方法确认是否出现塌孔现象。

技术总结

本发明公开了一种穿过工作面上部采空区疏放顶板水的方法，包括以下步骤：通过对顶部采空区形成时间、“两带”高度范围内岩性、物探等方法综合分析，得出顶板含水层水的可疏性，编制疏放水设计，还包括穿过上部采空区固定止水套管的方法。本发明通过在钻孔附近施工注浆孔，注射加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料加固、填充上部采空区煤岩裂隙、再次通过加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料对止水套管进行固定，有效解决了套管固定不牢固、止水套管周围出现淋、渗水现象的问题。渗水现象的问题。