本發(fā)明涉及煤礦井下鉆探領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法。

背景技術(shù)：

1、礦井采空區(qū)積水一直是煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患之一，以往大多采取沿空巷道循環(huán)探放的方式探訪采空區(qū)積水，不僅嚴(yán)重制約巷道掘進(jìn)效率，且存在較大的安全威脅。近年來，煤礦開拓范圍、開采深度和強(qiáng)度不斷擴(kuò)大，煤礦的水文地質(zhì)條件日趨復(fù)雜，同時井下定向鉆機(jī)在裝備和工藝上日趨成熟，為遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)探放采空區(qū)積水提供了支持。

2、公布號為cn118030182a的專利文獻(xiàn)公開了一種煤礦采空區(qū)積水放水方法，在放水巷道的壁面上鉆探多個鉆孔，利用鉆孔進(jìn)行采空區(qū)的放水。類似上述方法的現(xiàn)有采空區(qū)積水探放方法為近距離探放模式，即利用采空區(qū)相鄰底層位巷道或者是沿空掘進(jìn)巷道進(jìn)行循環(huán)限壓探放，探放水設(shè)備主要是普通鉆機(jī)，該模式主要存以下問題：一、非定向鉆進(jìn)，鉆孔精度差，鉆孔軌跡難控制，無法實現(xiàn)定點精準(zhǔn)疏放，所需的鉆孔數(shù)量多，工作效率低；二、探查距離小，需近距離作業(yè)，一旦造成突水則對作業(yè)區(qū)域施工人員人身安全威脅巨大；三、循環(huán)限壓探放水影響巷道掘進(jìn)，進(jìn)而影響煤礦整體生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何提高采空區(qū)探放水的精準(zhǔn)度和安全性，并且提高煤礦整體生產(chǎn)效率。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：一種遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，包括以下步驟：利用定向鉆機(jī)，由工作面運(yùn)順橫跨整個工作面至采空區(qū)施工定向探放水鉆孔；所述定向探放水鉆孔先下穿至穩(wěn)定砂巖層，再沿穩(wěn)定砂巖層順層延伸，最后仰角延伸至采空區(qū)；施工完成后，利用勢能差將采空區(qū)積水放出。

3、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，所述定向探放水鉆孔下穿至穩(wěn)定砂巖層的傾斜角度為-8°～-10°。

4、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，施工定向探放水鉆孔的方法包括以下步驟：

5、步驟一，開孔；

6、步驟二，擴(kuò)孔；

7、步驟三，下套管，固管；

8、步驟四，進(jìn)行耐壓試驗；

9、步驟五，安裝閘閥及孔口防噴裝置；

10、步驟六，向孔內(nèi)下入定向鉆具，按照設(shè)計軌跡施工施工定向探放水鉆孔至打透采空區(qū)；

11、步驟七，撤出鉆桿，定向探放水鉆孔施工完成。

12、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟一中，開孔方法為使用復(fù)合片鉆頭和扶正器鉆進(jìn)至少25m。

13、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟二中，擴(kuò)孔方法為使用直徑逐級增大的鉆頭分多級擴(kuò)孔至開孔孔深。

14、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟三中，將套管下至穩(wěn)定砂巖層。

15、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟三中，套管采用巖芯管，最外側(cè)的一根套管外端設(shè)有法蘭盤，每根套管長度大于等于20m。

16、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟三中，使用32.5水泥固管，水泥注漿壓力大于等于4mpa。

17、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟四中，進(jìn)行耐壓試驗的方法為：固管凝固超過48小時后，采用復(fù)合片鉆頭掃孔鉆進(jìn)至超出套管底部至少1m位置，然后使用注漿泵注清水，使壓力達(dá)到1.4～1.6mpa，壓力穩(wěn)定時間超過40分鐘后，若孔口套管無松動，孔口及周邊無跑水、滲水現(xiàn)象，則耐壓試驗合格。

18、作為優(yōu)化的技術(shù)方案，步驟六中，定向探放水鉆孔施工過程中，采用循次排渣和交接班排渣相結(jié)合的方式進(jìn)行排渣。

19、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

20、1、利用定向鉆機(jī)定向鉆進(jìn)能夠精準(zhǔn)控制定向探放水鉆孔軌跡，定向探放水鉆孔落點誤差小，實現(xiàn)了定點精準(zhǔn)疏放，所需的鉆孔數(shù)量少，工作效率高。

21、2、探放水地點設(shè)在工作面運(yùn)順，與采空區(qū)距離遠(yuǎn)，保障了作業(yè)區(qū)域施工人員人身安全。

22、3、定向探放水鉆孔施工過程中，迎頭掘進(jìn)無需停止，可以連續(xù)作業(yè)，提高了煤礦整體生產(chǎn)效率。

23、4、設(shè)計采用u型鉆孔方案，定向探放水鉆孔大部分位于穩(wěn)定砂巖層中，有效解決了由工作面運(yùn)順跨工作面探放水時，定向探放水鉆孔易跨孔的問題。

24、5、采用u型通道進(jìn)行放水，避免采空區(qū)有毒有害氣體涌出。

技術(shù)特征：

1.一種遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：包括以下步驟：利用定向鉆機(jī)，由工作面運(yùn)順橫跨整個工作面至采空區(qū)施工定向探放水鉆孔；所述定向探放水鉆孔先下穿至穩(wěn)定砂巖層，再沿穩(wěn)定砂巖層順層延伸，最后仰角延伸至采空區(qū)；施工完成后，利用勢能差將采空區(qū)積水放出。

2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：所述定向探放水鉆孔下穿至穩(wěn)定砂巖層的傾斜角度為-8°～-10°。

3.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：施工定向探放水鉆孔的方法包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟一中，開孔方法為：使用復(fù)合片鉆頭和扶正器鉆進(jìn)至少25m。

5.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟二中，擴(kuò)孔方法為：使用直徑逐級增大的鉆頭分多級擴(kuò)孔至開孔孔深。

6.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟三中，將套管下至穩(wěn)定砂巖層。

7.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟三中，套管采用巖芯管，最外側(cè)的一根套管外端設(shè)有法蘭盤，每根套管長度大于等于20m。

8.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟三中，使用32.5水泥固管，水泥注漿壓力大于等于4mpa。

9.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟四中，進(jìn)行耐壓試驗的方法為：固管凝固超過48小時后，采用復(fù)合片鉆頭掃孔鉆進(jìn)至超出套管底部至少1m位置，然后使用注漿泵注清水，使壓力達(dá)到1.4～1.6mpa，壓力穩(wěn)定時間超過40分鐘后，若孔口套管無松動，孔口及周邊無跑水、滲水現(xiàn)象，則耐壓試驗合格。

10.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，其特征在于：步驟六中，定向探放水鉆孔施工過程中，采用循次排渣和交接班排渣相結(jié)合的方式進(jìn)行排渣。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種遠(yuǎn)距離探放采空區(qū)積水的方法，涉及煤礦井下鉆探領(lǐng)域，包括以下步驟：利用定向鉆機(jī)，由工作面運(yùn)順橫跨整個工作面至采空區(qū)施工定向探放水鉆孔；所述定向探放水鉆孔先下穿至穩(wěn)定砂巖層，再沿穩(wěn)定砂巖層順層延伸，最后仰角延伸至采空區(qū)；施工完成后，利用勢能差將采空區(qū)積水放出。本發(fā)明的優(yōu)點在于：提高了采空區(qū)探放水的精準(zhǔn)度和安全性，提高了煤礦整體生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：丁華忠,張磊,周偉東,方有向,張凱,萬玉柱,景慎懷,黃禮勇,王穎浩,李鐵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9