顶板含水层水害防治工艺制造技术

本发明专利技术涉及煤矿水害治理的技术领域，提供一种顶板含水层水害防治工艺，包括如下步骤：步骤一：选择目标回注层；步骤二：钻孔至顶板含水层，形成第一钻孔通道；钻孔至目标回注层，形成第二钻孔通道，所述第一钻孔通道和所述第二钻孔通道导通；步骤三：将顶板含水层的水引入目标回注层。本发明专利技术所述的一种顶板含水层水害防治工艺，直接从地面施工并将顶板含水层中的水导入深部含水层，区别于传统的矿井顶板水注浆封堵减少矿井涌水工艺，同时，将顶板含水层直接转移回注，可从源头防治矿井顶板水害，一定程度上解决了矿井污水的产生与处置难题。定程度上解决了矿井污水的产生与处置难题。定程度上解决了矿井污水的产生与处置难题。

【技术实现步骤摘要】
顶板含水层水害防治工艺


[0001]本专利技术涉及煤矿水害治理的
，尤其涉及一种顶板含水层水害防治工艺。

技术介绍

[0002]对于顶板水害矿井，顶板含水层排水降压是确保井下安全生产的有效手段。然而，矿井排出大量矿井水处理给煤矿带来巨大安全和经济负担。
[0003]高矿化矿井水处置工艺复杂、能耗高，难以达到地表水排放水质要求；高昂的处置成与高标准的环境约束，制约矿井生产，随着矿井开采面积增大，顶板含水层破坏，矿井涌水量成倍增大，造成矿井水害，严重影响煤矿的安全与生产成本。因此，亟需一种能低成本、无污染解决顶板含水层高矿化度矿井水害的防治工艺方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种顶板含水层水害防治工艺，用以解决现有技术中的高矿化矿井水难以处置的缺陷，实现从源头防治矿井顶板水害。
[0005]本专利技术提供一种顶板含水层水害防治工艺，包括如下步骤：
[0006]步骤一：选择目标回注层；
[0007]步骤二：钻孔至顶板含水层，形成第一钻孔通道；钻孔至目标回注层，形成第二钻孔通道，所述第一钻孔通道和所述第二钻孔通道导通；
[0008]步骤三：将顶板含水层的水引入目标回注层。
[0009]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤一中所选择的目标回注层的孔隙度大于10％，且有效孔隙度大于8％。
[0010]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤二中，所述第一钻孔通道和/或所述第二钻孔通道包括横向分支，所述横向分支沿着水平方向设置在其所在的岩层。
[0011]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤二包括在所述第一钻孔通道上进行压裂。
[0012]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤二包括：
[0013]在所述第一钻孔通道上进行固井，并在所述第一钻孔通道上设置第一单向节流阀，使得顶板含水层的水可以流出顶板含水层；
[0014]在所述第二钻孔通道上进行固井，并在所述第二钻孔通道上设置第二单向节流阀，使得水可以流进目标回注层。
[0015]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤一选择的目标回注层满足以下条件：
[0016]h<H+L，其中，h为目标回注层的压力水头高度，H为顶板含水层的水头高度，L为顶板含水层与目标回注层的垂直距离。
[0017]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤三包括安装水泵，启
动水泵自上层向下层压水，将顶板含水层的水通过第一钻孔通道和第二钻孔通道，注入目标回注层。
[0018]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述水泵为活塞式水泵，定义所述水泵的最小扬程为Y，Y＞P
‑
(H+L)，其中，H为顶板含水层的水头高度；L为顶板含水层与目标回注层的垂直距离；P为目标回注层的最低注入水头高度。
[0019]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤一还包括：
[0020]对顶板含水层进行水害分析：定义顶板含水层的底面至煤层的顶面的距离为D，若D<ah，则顶板含水层为矿井充水水害的含水层；其中，D为顶板含水层的底面至煤层的顶面距离；a为裂隙导高计算系数；h为煤层开采高度。
[0021]根据本专利技术提供的一种顶板含水层水害防治工艺，所述步骤一选择的目标回注层至少满足以下条件之一：
[0022](1)若目标回注层为含水层，其矿化度不小于顶板含水层的矿化度，或其水质的综合指标不优于顶板含水层的水质的综合指标；
[0023](2)岩层的厚度大于顶板含水层的厚度；
[0024](3)岩层的稳定性、分布范围要优于顶板含水层。
[0025]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
[0026]该顶板含水层水害防治工艺通过选择目标回注层，钻孔至顶板含水层，形成第一钻孔通道；钻孔至目标回注层，形成第二钻孔通道，所述第一钻孔通道和所述第二钻孔通道导通；将顶板含水层的水引入目标回注层，从而将污染的矿井污水回注到深部的含水层。
[0027]该顶板含水层水害防治工艺直接从地面施工并将顶板含水层中的水导入深部含水层，区别于传统的矿井顶板水注浆封堵减少矿井涌水工艺，同时，将顶板含水层直接转移回注，区别于以往先污染后治理的矿井水处置，可从源头防治矿井顶板水害，一定程度上解决了矿井污水的产生与处置难题。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术实施例提供的顶板含水层水害防治工艺的施工示意图。
[0030]附图标记：
[0031]10、电源；
[0032]20、电线；
[0033]30、第一钻孔通道；31、第一竖直段；32、第一横向段；
[0034]40、第二钻孔通道；41、第二竖直段；42、第二横向段；
[0035]50、第一单向节流阀；
[0036]60、第二单向节流阀；
[0037]70、水泵。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]本实施例提供了一种顶板含水层水害防治工艺，如图1所示，包括如下步骤：
[0040]步骤一：选择目标回注层；
[0041]步骤二：钻孔至顶板含水层，形成第一钻孔通道30；钻孔至目标回注层，形成第二钻孔通道40，所述第一钻孔通道30和所述第二钻孔通道40导通；
[0042]步骤三：将顶板含水层的水引入目标回注层。
[0043]本专利技术实施例直接从地面施工并将顶板含水层中的水导入深部含水层，区别于传统的矿井顶板水注浆封堵减少矿井涌水工艺，同时，将顶板含水层直接转移回注，区别于以往先污染后治理的矿井水处置，可从源头防治矿井顶板水害，一定程度上解决了矿井污水的产生与处置难题。
[0044]随着矿井开采面积增大，顶板含水层破坏，矿井涌水量成倍增大，顶板含水层受到污染，形成矿井污水，增加处置难度与处置成本；一般顶板含水层的水多为无机盐总含量大于1000mg/L的矿井水，不适合开采使用，也无法直接排放于地表；对于抽取的顶板含水层的水，需要对进一步的处置，加大煤矿开采过程的工作量；且在抽取顶板含水层的过程中，顶板含水层的水经煤层到地表，在这个过程中，顶板含水层的水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶板含水层水害防治工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：选择目标回注层；步骤二：钻孔至顶板含水层，形成第一钻孔通道(30)；钻孔至目标回注层，形成第二钻孔通道(40)，所述第一钻孔通道(30)和所述第二钻孔通道(40)导通；步骤三：将顶板含水层的水引入目标回注层。2.根据权利要求1所述的顶板含水层水害防治工艺，其特征在于，所述步骤一中所选择的目标回注层的孔隙度大于10％，且有效孔隙度大于8％。3.根据权利要求1所述的顶板含水层水害防治工艺，其特征在于，所述步骤二中，所述第一钻孔通道(30)和/或所述第二钻孔通道(40)包括横向分支，所述横向分支沿着水平方向设置在其所在的岩层。4.根据权利要求1所述的顶板含水层水害防治工艺，其特征在于，所述步骤二包括在所述第一钻孔通道(30)上进行压裂。5.根据权利要求1所述的顶板含水层水害防治工艺，其特征在于，所述步骤二包括：在所述第一钻孔通道(30)上进行固井，并在所述第一钻孔通道(30)上设置第一单向节流阀(50)；在所述第二钻孔通道(40)上进行固井，并在所述第二钻孔通道(40)上设置第二单向节流阀(60)。6.根据权利要求1所述的顶板含水层水害防治工艺，其特征在于，所述步骤一选择的目标回注层满足以下条件：h<H+L，其中，h为目标回注层的压力水头高度，H为顶板含水层的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘海洋，左卿伶，殷榕蔚，牛皓月，李世念，霍超，张吉路，张建强，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：