侏罗纪煤田顶板疏放水钻探设计方法探讨.pdf

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1、第12卷第6期矿业工程2014年12月MiningEngineering59侏罗纪煤田顶板疏放水钻探设计方法探讨邵红旗王建文徐拴海谷拴成。(1．中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077；2．陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西神木719300；3．西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安710054)摘要：为推广应用顶板预疏放水技术防治榆神府矿区侏罗纪煤田顶板水害，结合工程实践经验总结提出一种钻探设计方法。单孔设计以两个核心设计参数为基础，整体设计遵循5个基本原则，能实现可控性疏放水、疏放效果实时监测、疏放效

2、果评价及矿井的疏供结合。该设计方法成功地应用于榆神府各大矿区，创造了显著的社会、经济及安全效益，具有工程借鉴及推广应用性。关键词：顶板水害；疏放水；水文地质条件；疏放半径；最佳平距中图分类号：TD743文献标识码：A文章编号：1671—8550(2014)06—0059—03等水文地质资料，得出的影响半径等参数确定预疏0引言放水钻孔的垂距和平距。该设计方法结合顶板富水近年来，顶板水害、老空水害及陷落柱水害是性分区等水文地质条件，同时兼顾有所侧重、钻孔我国煤矿三大突水事故类型水害。鄂尔多斯盆地侏均布、工程量最优、方便施工及

3、疏供结合等整体设罗纪煤炭资源以优质煤种著称，然而分布在内蒙古、计原则，能实现可控性疏放水，疏放效果实时监测，陕西、宁夏三省(区)的部分煤矿近年来一直深受疏放效果评价及矿井的疏供结合。该法已成功应用煤层顶板砂岩裂隙水突水危险的严重影响[1]，如三于榆神府矿区的许多矿井，具有推广应用价值。道沟煤矿、柠条塔煤矿[2]、红柳林煤矿、张家峁煤1设计方法探讨矿等均不同程度地受到顶板砂岩裂隙水突水的影响，使煤矿基建速度明显放缓、生产进度受阻，顶板砂1．1设计资料整理分析岩裂隙水已成为造成重大突水事故的隐患之一。而顶板预疏放水技术原理见

4、图1，主要是通过顶防治顶板水害实用有效的技术措施是利用采前顶板板预疏放水钻探工程来实现，在做钻探工程设计之疏放水进行疏干开采[3]。用于指导煤矿井下探放前需要对地质勘探资料进行整理分析，获取有用设水的相关规范规程规定开采煤层采掘形成的导水裂计信息，包括：1)根据煤层顶板富水性分区情况，隙带波及到上覆有富水性强的含水层、含水构造或指导有所侧重布孔；2)根据钻探资料分析煤层上水体应采取预疏放水措施或留安全煤柱，但均未明覆基岩及含水层厚度，确定钻孔终孔层位，即疏放确给出具体如何设计并实施顶板预疏放水钻探工程目标含水层，并确定钻

5、孔的一个核心设计参数，钻来防治顶板水害，实际操作性不强，这是摆在众多孑L的垂距；3)根据抽水试验或放水试验资料计算煤矿水文地质工程技术人员面前的一个难题。影响半径，作为确定另一个钻孔的核心设计参数的本文结合榆神府矿区侏罗纪煤田顶板水害防治依据：钻孔的平距；4)搜集工作面巷道围岩的支工程经验，提出了一种钻探设计方法。该设计方法护参数信息，计算巷道围岩松动圈厚度，作为设计注重利用以往各个勘探阶段各类勘探资料而整理绘孔口管长度的依据。制的顶板上覆基岩等厚线图及抽水试验、放水试验1．2单孔设计单孔设计主要包括钻孑L参数设计、钻孔

6、结构设基金项目：陕西省工业攻关计划基金项目资助(编号：2012K08—计及施工工艺设计：06)；中国煤炭科工集团西安研究院科技创新基金项目资助(编号：——钻孔参数主要包括垂距、平距、上仰角2O13XAYCX026)。收稿日期：2Ol4一O9—3O度、方位角、孔深、孔口管长度等。该设计方法认作者简介：邵红旗(1982一)，男(汉族)，河南项城人，中煤科工集团西安研究院有限公司助理研究员为最核心的两个设计参数是垂距和平距，设计资料60矿业工程第12卷第6期整理分析确定钻孑L垂距和平距后，计算孔深及仰1．2kN，转速可控制在3

7、00～350r／min，冲洗液角，根据围岩松动圈厚度，确定孑L口管长度。在钻量可控制在100～120L／min。耐压试验必须持续孔施工过程中对上述参数进行动态调整、优化设稳压时间不小于30min，试验压力不小于预揭露含计，单孑L参数设计步骤参见图2。水层水压的1．5倍。耐压试验合格后继续钻进，可选用YHQ—x全方位钻孔测斜仪获得顶板探查钻孔的三维轨迹图，如果仰角太小会导致孔深变大，工程量增加，增大工程造价，关键是达不到目标含水层位，达不到疏放水目的，要调小平距；如果仰角太大，疏放漏斗不能互相干扰，疏放水效果不佳，图1顶板

8、预疏放水技术原理示意图要调大平距。图3钻孔结构示意图1．3整体设计根据图3所示的单个钻孔参数设计流场完成每个钻孔的设计后，要进行整体设计调整，该设计方法提出的整体设计原则：1)有所侧重原则。强富水性区域加大布孔密度，弱富水性区域减小布孔密度，如遇到含水层厚度大，富水性及渗透性相对较弱的特殊地层，静储量大，开采破坏后瞬