【技术实现步骤摘要】
工作面离层水害的防治方法
本专利技术涉及矿山安全的
，尤其涉及一种适用于煤矿工作面顶板离层水害的工作面离层水害的防治方法。
技术介绍
离层水害是指煤层开采后，顶板覆岩不均匀变形及破坏而形成的离层空腔积水溃入工作面造成的灾害，其特点包括瞬时水量较大、衰减快、致灾性强、发生前无明显征兆，往往会造成巨大的经济损失和人员伤亡，作为一类特殊的顶板水害已经日益受到关注，《煤矿防治水细则》也首次对离层水害的概念及其防治进行规定。工作面顶板各岩层的岩性和力学性质存在较大的差异，受工作面回采而发生不同程度的沉降，从而形成不同水平上的离层空间，发育在工作面导水裂隙带范围内的离层空间其封闭性较差，不会储集离层水体，而对于发育在导水裂隙带上部的离层空间在接受周边含水层补给形成离层水体后，在矿压、水压及工作面回采的共同作用下，离层水体会突破下伏隔水层溃入工作面发生离层水害。针对离层水害防治的方法主要包括工作面在回采过程中施工离层水体井下疏放钻孔、地面直通式导流孔、对工作面顶板含水层进行疏水降压等。采用井下疏放水钻孔疏放离层水体，...
【技术保护点】
1.一种工作面离层水害的防治方法，其特征在于包含如下步骤：/n步骤一：判断工作面导水裂隙带发育高度；/n步骤二：确定工作面导水裂隙带上部的坚硬岩层，其下部能够产生离层空间，并且此坚硬岩层或下部软弱岩层为含水层；/n步骤三：在坚硬岩层中施工一组长距离定向水平钻孔来确定水力压裂范围，其选择待采工作面的切眼或者巷道作为长距离定向钻孔的钻场，在工作面顶板导水裂隙带上部的坚硬岩层中施工一组长距离定向水平钻孔，用以确定长距离定向钻孔对坚硬岩层的压裂范围；/n步骤四：确定在坚硬岩层中垂直方向和水平方向上所需要施工的长距离定向水平钻孔的个数，根据长距离定向钻孔对坚硬岩层压裂范围，计算出工作...
【技术特征摘要】
1.一种工作面离层水害的防治方法，其特征在于包含如下步骤：
步骤一：判断工作面导水裂隙带发育高度；
步骤二：确定工作面导水裂隙带上部的坚硬岩层，其下部能够产生离层空间，并且此坚硬岩层或下部软弱岩层为含水层；
步骤三：在坚硬岩层中施工一组长距离定向水平钻孔来确定水力压裂范围，其选择待采工作面的切眼或者巷道作为长距离定向钻孔的钻场，在工作面顶板导水裂隙带上部的坚硬岩层中施工一组长距离定向水平钻孔，用以确定长距离定向钻孔对坚硬岩层的压裂范围；
步骤四：确定在坚硬岩层中垂直方向和水平方向上所需要施工的长距离定向水平钻孔的个数，根据长距离定向钻孔对坚硬岩层压裂范围，计算出工作面顶板坚硬岩层压裂在垂直方向和水平方向上所需要施工的长距离定向钻孔的个数；
步骤五：在工作面回采前对导水裂隙带上部的坚硬岩层进行立体压裂，实现超前弱化坚硬岩层来降低坚硬岩层的抗拉强度和缩短来压步距，实现坚硬岩层与下伏软弱岩层同步或近似同步下沉，避免离层空间的形成，进而达到对离层水害防治的目的。
2.如权利要求1所述的工作面离层水害的防治方法，其特征在于：步骤一采用经验公式、数值模拟、相似材料模拟或现场实测资料确定工作面的导水裂隙带发育高度。
3.如权利要求1所述的工作面离层水害的防治方法，其特征在于：步骤二中确定工作面上部的坚硬岩层采用以下公式(1)判别：
式中：γ为岩层的容重；E为岩层的弹性模量；h为岩层的厚度，
具体判别时，从煤层上方第1层岩层开始往上逐层计算，当
及
满足上式时，则不再往上计算，此时从第1层岩层往上，第m层岩层为第1层硬岩层，从第1层硬岩层开始，按上述方法确定第2层硬岩层的位置，以此直至确定出最上一层硬岩层。
4.如权利要求1所述的工作面离层水害的防治方法，其特征在于：步骤三中向工作面导水裂隙带上部的坚硬岩层中施工长距离定向钻孔，向长距离定向钻孔中下设压裂设备，包括封隔器、引鞋和管柱，利用封隔器将坚硬岩层的待压裂段进行坐封，利用高压水泵对压裂段进行注水压裂。
5.如权利要求1所述的工作面离层水害的防治方法，其特征在于：步骤三中水力压裂范围判别是利用长距离定向钻孔对坚硬岩层的压裂范围...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝峰，刘柏根，石磊，王皓，姬亚东，王世东，石志远，孙洁，周麟晟，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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