回采工作面顶板水预疏放施工方法技术

本发明专利技术涉及煤矿地下水治理技术，具体为一种回采工作面顶板水预疏放施工方法。解决回采工作面煤层上的含水层的处理的技术问题，作面为先下山后上山回采，在工作面回采之前，在工作工作面侧的顺槽巷道对工作面顶板进行提前放水处理，在巷道的最低处施工一个钻场硐室和一个水仓，然后在巷道铺设两趟排水管路，排水系统为独立的排水系统，在钻场硐室内向工作面顶板方向施工排水钻孔，钻孔水利用软管直接导入水仓，再利用巷道排水系统排水。本发明专利技术通过采用提前疏放顶板水，有效减少了回采过程中的涌水量，摆脱了顶板水对矿井生产的困扰，解除了水患对生产的影响，为回采作业提供了安全舒适的工作环境，为回采工作面的稳产高产创造了条件。

【技术实现步骤摘要】
回采工作面顶板水预疏放施工方法
本专利技术涉及煤矿地下水治理技术，具体为一种回采工作面顶板水预疏放施工方法。
技术介绍
煤矿开采过程中，某些区域回采工作面煤层上经常会遇到含水层，大工作面回采过程中，老顶跨落后，涌水量会达到最大，而且来势突然，使工作面正常生产造成严重威胁，给工作面排水系统形成大的冲击，特别是下山回采时，涌水易紧跟工作面，危害更严重，制约生产。另外该地质条件下，回采工作面老顶跨落后，水色呈灰白色。经分析砂岩下部有一层铝质泥岩，又称桃花泥岩，其铝质泥岩呈灰白色和灰色，松软，细腻，具滑感，以高岭石为主，含大量菱铁质鲕粒及黄铁矿团块。水质异常是因为砂岩水在间接顶板垮落过程中流经铝质岩层造成的。该水与清水相比，处理难度加大，主要体现在：用药量增多，污泥沉淀量增大；处理后的水，虽然水质清澈，但水表面漂浮有一层泡沫状杂质；斜板池药水混合区上层漂浮大量的泡沫状杂质，不易消除。
技术实现思路
本专利技术为了解决回采工作面煤层上的含水层的处理的技术问题，提供了一种回采工作面顶板水预疏放施工方法。本专利技术是由以下技术方案实现的，一种回采工作面顶板水预疏放施工方法，工作面为先下山后上山回采，在工作面回采之前，在工作工作面侧的顺槽巷道对工作面顶板进行提前放水处理，巷道每掘进250-500米，在巷道的最低处施工一个钻场硐室和一个水仓，水仓处安装两台水泵，一台正常工作，一台备用；然后在巷道铺设两趟排水管路，排水系统为独立的排水系统，在钻场硐室内向工作面顶板方向施工排水钻孔，钻孔水利用软管直接导入水仓，再利用巷道排水系统排水，排水时间不低于3个月，直到单孔出水量不大于10m3/h。钻孔向工作面侧呈扇形布置，钻孔仰角为30-60°，钻孔深度超过砂岩层20—50米。可见本专利技术通过采用提前疏放顶板水，有效减少了回采过程中的涌水量，摆脱了顶板水对矿井生产的困扰，解除了水患对生产的影响，为回采作业提供了安全舒适的工作环境，为回采工作面的稳产高产创造了条件。同时提前放水，水流洁净，无需对水体进行复杂的净化处理，能够更好的、有针对性地安排防治水费用，节省不必要的工程投入。附图说明图1为本专利技术所述方法巷道布置示意图图2为钻场硐室钻孔布置图。具体实施方式我集团公司长平矿水文地质条件综合分析，欲开采三号煤层上覆编号为K8、K10砂岩含水层含水较大。在工作面初采后老顶垮落时，出水量大，来势突然，易给工作面正常生产造成严重威胁，同时给工作面排水系统形成大的冲击。而通过地面电法勘探资料中圈定的富水异常区含水较丰富，若不提前疏放，回采时易造成局部地段涌水量突然增大，特别是在下山向上山地形回采时，危害更大。三号煤回采工作面初采老顶跨落后，流出的水色呈灰白色。经分析K10砂岩下部有一层铝质泥岩，又称桃花泥岩，其铝质泥岩呈灰白色和灰色，松软，细腻，具滑感，以高岭石为主，含大量菱铁质鲕粒及黄铁矿团块。水质异常是因为K10砂岩水在间接下渗过程中流经铝质岩层造成的。该水与清水相比，处理难度加大，主要体现在：用药量增多，污泥沉淀量增大；处理后的水，虽然水质清澈，但水表面漂浮有一层泡沫状杂质；斜板池药水混合区上层漂浮大量的泡沫状杂质，不易消除。为了消除这种危害，我们采取以下措施：长平矿Ⅲ4303工作面2采用一次采全高方法回采。工作面顺槽巷情况：4205巷3供进风、运煤、供水、排水用；4206巷1供进风、供电、供液、供水、运料、排水用。（一）、工作面概况：Ⅲ4303工作面2走向长599米，倾斜宽225米，整体为南高北低，东高西低，局部低洼。Ⅲ4303工作面2开采的3＃煤层，位于顶板5下部，上距K8砂岩平均40m；距K10砂岩平均96m；层位稳定、全区可采。煤层厚4.60-6.35m，平均厚5.86m；煤层顶板岩性基本稳定。（二）、疏放顶板水设计1、选择Ⅲ4205巷3和Ⅲ4206巷1疏放Ⅲ4303工作面2的顶板水。Ⅲ4205巷、Ⅲ4206巷每掘进300米左右在低洼侧施工一钻场硐室4和容量为30m3水仓，进水管和排水管安设三通。30m3水仓处安设两台37KW水泵，一台工作，一台备用。2、Ⅲ4205巷铺设两趟d100mm的管路，钻场进行疏放水；Ⅲ4206巷铺设两趟d100mm管路，钻场进行疏放水。钻孔水利用接水箱、导水管导入水仓，再利用巷道排水系统排走。3、钻探设备钻探设备采用ZDY—4000型钻机和相配套的钻杆钻头。设计单孔最大放水量为50m3/h，一般为20-30m3/h，放水总量控制在100m3/h以内。4、钻孔设计每个钻场4预计施工三个钻孔6，钻孔总进尺699米，设计钻孔参数及施工参数如下：钻孔施工参数钻孔编号开孔高度（m）最大孔深(m)最大垂深（m）仰角方位角（度）1-11.5—2.5233150+40270。0′0〞1-21.5—2.5233150+40225。0′0〞1-21.5—2.5233150+40315。0′0〞5、钻孔结构放水钻孔开孔要用Ф110钻头钻进2米，下入Ф108的孔口管，并用水泥固管。然后用Ф73钻头钻进到233米。单孔放水量要最大控制在50m3/h，一般为20-30m3/h。根据现场条件实际施工情况是：1、Ⅲ4205巷230米处钻场硐室施工钻孔三个，钻孔参数为：1#孔方位角0°，仰角+40°，终孔进尺125.5米；2#孔方位角330°，仰角+40°，终孔进尺133.5米；3#孔方位角315°，仰角+40°，终孔进尺132米。Ⅲ4205巷1437米处钻场硐室施工钻孔两个，钻孔参数为：1#孔方位角270°，仰角+40°，终孔进尺140米；2#孔方位角315°，仰角+40°，终孔进尺145米。Ⅲ4206巷230米处钻场硐室施工钻孔一个，钻孔参数为：1#孔方位角330°，仰角+40°，终孔进尺235米。Ⅲ4206巷750米处钻场硐室施工钻孔两个，钻孔参数为：1#孔方位角330°，仰角+40°，终孔进尺190米；2#孔方位角70°，仰角+40°，终孔进尺208米。2、单孔水量变化情况Ⅲ4205巷230米处钻孔于2008年9月施工，单孔初始水量15m3/h左右，2008年10月—2009年3月份该处平均水量10m3/h左右，2009年4月份水量逐渐减少到7m3/h左右，5--7月份水量2m3/h左右，7月底该处3个孔不再出水。该钻场总计疏放水量约6万m3。Ⅲ4205巷1437米处1#钻孔于2009年2月6日开始放水，初始水量15m3/h左右；2#钻孔于2009年2月8日开始放水，初始水量10m3/h左右。3月份—8月份该处水量平均8m3/h左右，工作面回采前疏放水量约4万m3。Ⅲ4206巷230米处钻孔于2008年12月25日开始放水，单孔初始水量15m3/h左右，2月份—8月份该处水量平均10m3/h左右，工作面回采前疏放水量约5.7万m3。Ⅲ4206巷750米处1#钻孔于2009年3月18日开始放水，2#钻孔于2009年3月23日放水，单孔初始水量16m3/h左右。6--8月份平均10m3/h左右，之后该处水量逐渐稳定在7m3/h左右。工作面回采前疏放水量约4.8万m3。4303工作面于2009年8月份试采，工作面回采前，总计疏放顶板水量约20万m3。（四）、实际回采水量情况长平矿井已回采过的其他工作面涌水量情况如下：通过上表分析比较，可见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回采工作面顶板水预疏放施工方法，其特征在于：工作面为先下山后上山回采，在工作面回采之前，在工作面侧的顺槽巷道对工作面顶板进行提前放水处理，巷道每掘进250-500米，在巷道的最低处施工一个钻场硐室和一个水仓，水仓处安装两台水泵，一台正常工作，一台备用；然后在巷道铺...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方亮，张育恒，刘红军，薛晓星，何健，王家学，
申请(专利权)人：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：