【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤炭開采，尤其涉及一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法。
技術介紹
1、在煤礦生產過程中，煤炭資源開挖結束后，在已完成的采場形成大面積的采空區域，受采動影響煤層頂板巖層發生垮落、斷裂，導致煤層頂板以上很大范圍的地層中含（隔）水層受到破壞，產生導水裂縫，含水層釋水，在采空區形成采空積水，隨著時間的推移，采空區積水的范圍以及積水量逐漸增大，特別是具有充沛補給源的封閉采空區，形成的大量采空積水，以及較高的壓力，給煤礦安全生產帶來嚴重的水害威脅；由于封閉空間的老空水一般具有水量大、水頭高、隱蔽性好等特點，在不采取有效解危措施的情況下，一旦被觸及，會以突然潰入的方式涌入井下，造成突發性老空透水事故。目前，針對復雜條件的封閉采空區積水的應對措施，通常采用以下兩種方法：
2、一種是保護煤柱留設法，對于補給源充沛、水量大、水頭高、隱蔽性強、治理難度大、治理成本高的封閉老空水，煤礦往往按照老空水“三區”管理辦法，將其直接劃定為老空水禁采區，按照礦山壓力理論，計算老空水防隔水煤柱的寬度，留設防隔水煤（巖）柱，這種方法從規范、科學的角度對防水煤柱進行留設，以有效抵抗老空水的壓力，避免遭受水害威脅，簡便易行，去除了老空水的治理過程和治理成本，但這種方法過于簡單粗暴，占用了可采煤炭資源，降低了煤炭資源的回收率，造成了資源的浪費，對煤礦企業的采礦效率和生產效益產生負面影響，更不符合煤炭資源的合理開發與利用。
3、另一種是井下疏放水鉆孔直接放水法，是煤礦老空水治理最為傳統、常規的方法，這種井下治理老空水要達到較
4、現有采空區老空水治理技術中，尤其是面對充沛補給源條件下的封閉采空區積水，還沒有一種既不額外增加井下系統負擔又不造成煤炭資源的浪費，既高效穩定又安全可靠，同時兼顧經濟效益的高效解危技術。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，用以解決現有技術存在需要額外增加井下系統負擔以及浪費煤炭資源的問題。
2、本專利技術提供一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，包括：
3、確定覆巖破壞高度d，并基于所述覆巖破壞高度d確定采空區靜態積水量q積和含水層動態補給量q動補；
4、確定進行大直徑抽排的鉆孔點位，并基于所述鉆孔點位確定鉆孔深度；
5、確定水泵的參數以及水泵的配備數量；
6、在所述鉆孔點位設置大直徑的鉆孔；
7、監測采空區內的積水變化。
8、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述確定覆巖破壞高度d的步驟包括：
9、根據礦井同一煤層、相同地質采礦條件、相同開采參數情況下的采空區覆巖破壞高度實測結果除以采高，求得裂采比c獲取采空區的實測資料；
10、基于實測資料分析得到的裂采比c，采用類比法根據待疏水采空區的實際采厚m，確定覆巖破壞高度d。
11、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述基于所述覆巖破壞高度d確定采空區靜態積水量q積和含水層動態補給量q動補的步驟包括：
12、基于采空區涌出水量、水位高度、充水系數、采高以及煤層傾角確定所述采空區靜態積水量q積；
13、通過解析法和水文地質比擬法確定所述含水層動態補給量q動補。
14、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述確定進行大直徑抽排的鉆孔點位的步驟，包括：
15、根據采空區的工作面巷道和采空空間的底板標高，確定積水參數，基于所述積水參數確定相對位置低的匯水點位為所述鉆孔點位；其中，所述積水參數包括采空區積水的分布范圍、積水深度和動態補給量。
16、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述基于所述鉆孔點位確定鉆孔深度包括：
17、測定所述鉆孔點的地面標高；
18、根據所述地面標高與采空區底板標高的差值，得到鉆孔深度。
19、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，在所述鉆孔點位設置大直徑鉆孔的步驟，包括：
20、在所述鉆孔點的松散沙層或表土層設置一級套管，所述一級套管的下端設置于基巖頂界面以下；
21、通過水泥漿對所述一級套管進行固管；
22、向所述大直徑鉆孔內設置二級套管，所述二級套管的下端設置于采空區底板以下。
23、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述一級套管的下端設置于基巖頂界面以下5-10m。
24、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述二級套管的下端設置于采空區底板以下5-10m，所述二級套管的內徑大于水泵的外徑至少150mm。
25、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，導水裂縫帶頂界以上5m至孔口的所述二級套管為實管，所述導水裂縫帶頂界以上5m至孔底的所述二級套管為篩管。
26、根據本專利技術提供的一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，所述監測采空區內的積水變化的步驟包括：
27、根據獲取的鉆孔內的水位和疏排管道的流量，確定流量與時間曲線、水位與時間曲線以及流量與水位曲線；
28、基于所述流量與時間曲線、所述水位與時間曲線以及所述流量與水位曲線得到采空區內的積水變化。
29、本專利技術提供的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，具有以下優點：
30、1、本專利技術的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，通過對采空區涌水強度以及采礦地質條件進行分析，地面大直徑鉆孔點位精準布置與施工，通過智能監控采空區內的積水變化，長時間穩定運行，有效解除了充沛補給源條件下的封閉采空區的老空水水害威脅，實現高效解危。
31、2、本專利技術的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，獨立于礦井生產系統外，避免增加礦井排水系統的負擔和井下復雜的治理工程投入，不影響礦井系統的正常運行，顯著優于傳統的井下疏放老空水的治理方法。
32、3、本專利技術的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述確定覆巖破壞高度D的步驟包括：
3.根據權利要求1所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述基于所述覆巖破壞高度D確定采空區靜態積水量Q積和含水層動態補給量Q動補的步驟包括：
4.根據權利要求1所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述確定進行大直徑抽排的鉆孔點位的步驟，包括：
5.根據權利要求4所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述基于所述鉆孔點位確定鉆孔深度包括：
6.根據權利要求1至5任一項所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，在所述鉆孔點位設置大直徑鉆孔的步驟，包括：
7.根據權利要求6所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述一級套管的下端設置于基巖頂界面以下5-10m。
8.根據權利要求6所述的封閉采空區積水的
9.根據權利要求6所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，導水裂縫帶頂界以上5m至孔口的所述二級套管為實管，所述導水裂縫帶頂界以上5m至孔底的所述二級套管為篩管。
10.根據權利要求1至5任一項所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述監測采空區內的積水變化的步驟包括：
...【技術特征摘要】
1.一種封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述確定覆巖破壞高度d的步驟包括：
3.根據權利要求1所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述基于所述覆巖破壞高度d確定采空區靜態積水量q積和含水層動態補給量q動補的步驟包括：
4.根據權利要求1所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述確定進行大直徑抽排的鉆孔點位的步驟，包括：
5.根據權利要求4所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方法，其特征在于，所述基于所述鉆孔點位確定鉆孔深度包括：
6.根據權利要求1至5任一項所述的封閉采空區積水的地面大直徑鉆孔高效解危方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋業杰，樊振麗，高超，張燦存，趙政委，李友偉，郝謙，
申請(專利權)人：中煤科工開采研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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