一种煤矿双层地下水库的建造方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿双层地下水库的建造方法，包括如下步骤：S1：获得各岩层的地质数据、基本物理力学参数和煤层的特征；S2：确定出煤层间距、上层采空区的边界、下层采空区的边界和层间岩层的导水裂隙带的高度；S3：确定煤层开采方式；S4：按照步骤S3确定的煤层开采方式进行煤层回采，建造成上层地下水库和安装好上层管道，建造成下层地下水库和安装好下层管道；S5：将上层管道与下层管道连接形成煤矿双层地下水库。本发明专利技术公开的煤矿双层地下水库的建造方法，实现将上层地下水库与下层地下水库构建成双层地下水库，增加了储水能力，解决了煤层群垂直空间内多个采空区地下水库的建设问题，拓宽了煤矿地下水库的适用条件。拓宽了煤矿地下水库的适用条件。拓宽了煤矿地下水库的适用条件。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿双层地下水库的建造方法


[0001]本专利技术涉及地下水库
，尤其涉及一种煤矿双层地下水库的建造方法。

技术介绍

[0002]针对西部矿区煤矿地下水库保护利用水资源理论与技术，国内许多学者已经开展了诸多研究。申请号为201210256979.X的专利文献公开了一种分布式地下水库及其建造方法。申请号为201210134162.5的专利文献公开了一种矿井地下水的分布式利用方法。申请号为201210133605.9的专利文献公开了一种矿井地下水的分布式存储方法。
[0003]目前针对煤矿地下水库的研究，主要适用于单煤层的煤矿地下水库建设或者上下层煤层的地下水库分采区布置，单层的地下水库的存在库容不足的缺陷。
[0004]有鉴于此，提供一种煤矿双层地下水库的建造方法成为必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种煤矿双层地下水库的建造方法。
[0006]本专利技术技术方案提供一种煤矿双层地下水库的建造方法，包括如下步骤：
[0007]S1：对开采区的地层进行勘查和物理力学性质测试，获得各岩层的地质数据、基本物理力学参数和煤层的特征；
[0008]S2：确定出上层煤层与下层煤层之间的煤层间距；
[0009]确定出回采完所述上层煤层后形成的上层采空区的边界；
[0010]确定出回采完下层煤层后形成的下层采空区的边界和层间岩层的导水裂隙带的高度；
[0011]S3：根据所述导水裂隙带的高度及所述煤层间距确定煤层开采方式；
[0012]如所述煤层间距小于所述导水裂隙带的高度，则选择下行开采，先回采所述上层煤层再回采所述下层煤层；
[0013]如所述煤层间距大于所述导水裂隙带的高度，则选择上行开采，先回采所述下层煤层再回采所述上层煤层；
[0014]S4：按照步骤S3确定的煤层开采方式进行煤层回采；
[0015]在回采完所述上层煤层后，建造上层人工坝体封闭所述上层采空区以形成上层地下水库，并在所述上层人工坝体上安装上层管道；
[0016]在回采完所述下层煤层后，建造下层人工坝体封闭所述下层采空区以形成下层地下水库，并在所述下层人工坝体上安装下层管道；
[0017]S5：将所述上层管道与所述下层管道通过连接管道连接形成煤矿双层地下水库。
[0018]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S4中还包括：
[0019]当选择上行开采时，则在回采所述上层煤层的过程中，从所述上层煤层的煤层底板向下方的所述层间岩层打多个疏水钻孔。
[0020]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S4中还包括：
[0021]在回采所述下层煤层时，从下层煤层巷道中向层间岩层中打多个注浆钻孔，向所述注浆钻孔中注浆以封闭所述层间岩层的边界。
[0022]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S4中还包括：
[0023]所述下层煤层的下层煤柱坝体采用内错布置，所述下层煤柱坝体处于所述上层采空区的边界范围内；
[0024]所述上层煤层的上层煤柱坝体采用外错布置，所述上层煤柱坝体处于所述下层采空区的边界范围外。
[0025]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S1中还包括：
[0026]采前对所述开采区中的整个煤岩层进行地质勘查，钻取全岩岩芯，绘制全岩柱状图；
[0027]对所述全岩岩芯进行物理力学性质测试，获得各岩层的应力应变曲线和基本物理力学参数，包括：密度、弹性模量、泊松比、内摩擦角、粘聚力、单轴抗压强度、三轴峰值强度。
[0028]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S2中还包括：
[0029]通过相似模拟实验的方式确定出所述上层采空区的边界、所述下层采空区的边界和所述层间岩层的所述导水裂隙带的高度。
[0030]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S4中还包括：
[0031]在所述上层煤层开采完后，采用物探方法和钻探方法获得上覆岩层的导水裂隙的分布状态；
[0032]在所述下层煤层开采完后，采用物探方法和钻探方法获得所述层间岩层的导水裂隙的分布状态。
[0033]在其中一项可选技术方案中，所述物探方法包括瞬变电磁法、高密度电法和矿井直流电法。
[0034]在其中一项可选技术方案中，所述钻探方法包括钻孔
‑
窥视仪观测法。
[0035]在其中一项可选技术方案中，所述步骤S4中还包括：
[0036]在所述上层地下水库和所述下层地下水库中分别安装有水泵；
[0037]在所述上层管道和所述下层管道中分别安装有电动阀；
[0038]所述步骤S5中还包括：在矿井外建控制系统，将所述水泵和所述电动阀与所述控制系统连接，通过所述控制系统来控制所述水泵和所述电动阀的开关，以调度所述上层地下水库和所述下层地下水库中的水。
[0039]采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0040]本专利技术提供的煤矿双层地下水库的建造方法，实现将上层地下水库与下层地下水库构建成双层地下水库，可以使矿井水从上层地下水库通过层间岩层的裂隙渗流到下层地下水库，避免了煤矿地下水库需要一定的水流角度的问题。层间岩层的裂隙、上层采空区及下层采空区共同组成了双层地下水库，增加了储水能力，解决了煤层群垂直空间内多个采空区地下水库的建设问题，拓宽了煤矿地下水库的适用条件，具有广阔的应用前景和重要意义。
附图说明
[0041]参见附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：
[0042]图1为本专利技术一实施例提供的煤矿双层地下水库的建造方法的流程图；
[0043]图2为专利技术一实施例提供的煤矿双层地下水库，其中，煤层间距小于层间岩层的导水裂隙带的高度；
[0044]图3为专利技术一实施例提供的煤矿双层地下水库，其中，煤层间距大于层间岩层的导水裂隙带的高度；
[0045]图4为上层地下水库的俯视图；
[0046]图5为下层地下水库的俯视图。
具体实施方式
[0047]下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0048]如图1
‑
5所示，本专利技术一实施例提供的一种煤矿双层地下水库的建造方法，包括如下步骤：
[0049]S1：对开采区的地层进行勘查和物理力学性质测试，获得各岩层的地质数据、基本物理力学参数和煤层的特征。
[0050]S2：确定出上层煤层1与下层煤层2之间的煤层间距。
[0051]确定出回采完上层煤层1后形成的上层采空区的边界。
[0052]确定出回采完下层煤层2后形成的下层采空区的边界和层间岩层的导水裂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿双层地下水库的建造方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：对开采区的地层进行勘查和物理力学性质测试，获得各岩层的地质数据、基本物理力学参数和煤层的特征；S2：确定出上层煤层与下层煤层之间的煤层间距；确定出回采完所述上层煤层后形成的上层采空区的边界；确定出回采完下层煤层后形成的下层采空区的边界和层间岩层的导水裂隙带的高度；S3：根据所述导水裂隙带的高度及所述煤层间距确定煤层开采方式；如所述煤层间距小于所述导水裂隙带的高度，则选择下行开采，先回采所述上层煤层再回采所述下层煤层；如所述煤层间距大于所述导水裂隙带的高度，则选择上行开采，先回采所述下层煤层再回采所述上层煤层；S4：按照步骤S3确定的煤层开采方式进行煤层回采；在回采完所述上层煤层后，建造上层人工坝体封闭所述上层采空区以形成上层地下水库，并在所述上层人工坝体上安装上层管道；在回采完所述下层煤层后，建造下层人工坝体封闭所述下层采空区以形成下层地下水库，并在所述下层人工坝体上安装下层管道；S5：将所述上层管道与所述下层管道通过连接管道连接形成煤矿双层地下水库。2.根据权利要求1所述的煤矿双层地下水库的建造方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括：当选择上行开采时，则在回采所述上层煤层的过程中，从所述上层煤层的煤层底板向下方的所述层间岩层打多个疏水钻孔。3.根据权利要求1所述的煤矿双层地下水库的建造方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括：在回采所述下层煤层时，从下层煤层巷道中向层间岩层中打多个注浆钻孔，向所述注浆钻孔中注浆以封闭所述层间岩层的边界。4.根据权利要求1所述的煤矿双层地下水库的建造方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括：所述下层煤层的下层煤柱坝体采用内错布置，所述下层煤柱坝体处于所述上层采空区的边界范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王路军，曹志国，张勇，武洋，吴宝杨，池明波，李海祥，杨毅，张保，朱晓倩，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：