[发明专利]一种煤田地质探测与采动岩层移动监测的一孔两用方法

说明书

一种煤田地质探测与采动岩层移动监测的一孔两用方法，在需要进行地质探测或补充勘探的位置设置垂直探测钻孔，孔深依照地质探测深度设计，钻孔孔径按照岩层内部运动监测需要的最小孔径设计，钻孔施工后首先进行地质探测，之后在中空注浆钻杆协助承重情况下，缓慢、同步下放中空注浆钻杆与孔内监测仪器，达到孔底之后，通过中空注浆钻杆由孔底至孔口逐段封孔，之后将所有监测仪器对应的监测线缆与地面数据采集系统连接，开展后期岩层运动监测。该方法解决了传统方法中煤田地质探测或补充勘探和岩层移动监测需要单独施工钻孔的问题，可实现一孔多用，提高钻孔利用率，降低钻孔综合费用，扩展采动岩层移动监测的适用范围。

技术领域

本发明属于矿山开采中的钻孔探测与监测领域，具体涉及一种煤田地质探测与采动岩层移动监测的一孔两用方法。

背景技术

煤田地质探测是进行资源储量评估、矿井建设、采掘巷道布局和煤层开采前的必要工作，通常需要在煤田范围内，按照一定的间距施工垂直钻孔，用于把控地质条件及可能发生的异常地质变化，地质探测钻孔完成相应的探测任务后，通常会立即封孔、废弃。

矿山开采后上覆岩层或岩体的移动破坏是引起井下剧烈矿压、突水、地表塌陷等一系列矿井灾害与环境问题的根源。为了掌握岩层移动规律和解决由采动引起的一系列采动损害问题，开展采动之后上覆岩层移动监测是一项重要的基础性工作，常用方法是通过在地面施工垂直钻孔并在孔内安装监测仪器来实现。此类钻孔需要在已有煤田地质探测基础上，重新施工垂直钻孔，即以往的做法是将煤田地质探测和采动岩层移动监测分割开，存在重复施工钻孔、综合费用高的问题。

发明内容

针对上述问题，提供一种煤田地质探测与采动岩层移动监测的一孔两用方法，在满足基本煤田地质探测目标之后，通过在孔内安装监测仪器，实现后续采动岩层移动监测，避免重复施工钻孔，降低钻孔综合成本，提高效益。

为实现上述目的，本发明的一种煤田地质探测与采动岩层移动监测的一孔两用方法，步骤如下：

a.在需要进行地质探测或补充勘探的区域地面，对照井下回采工作面的布置范围，在回采工作面范围内部对应地面施工煤田地质探测钻孔或补充探测钻孔，探测钻孔位置需要兼顾地质探测需要和工作面上覆岩层移动监测需要；

优选的，步骤a中，探测钻孔处于井下回采工作面两回采巷道范围内对应的地面，并以一定间距沿工作面长度方向布设。

b.根据地质探测需要的深度和最下部主采煤层的深度，确定探测钻孔最终深度H_z；结合煤层由浅部向深部开采的特点，根据最浅部主采煤层埋深H_m，确定探测钻孔中岩层移动监测点的最大深度H_c，H_c小于等于H_m，一般H_c略小于H_m；探测钻孔内的岩层移动监测点均位于最上部主采煤层上方的岩层中；最上部主采煤层上方已经布置的岩层移动监测点，可继续监测后期深部主采煤层开采引起的上覆岩层移动信息；

c.根据探测钻孔最终深度H_z确定探测钻孔孔径D_t，最终深度H_z小于600m，采用钻孔，深度大于600m，采用钻孔；根据岩层移动监测需要下设的岩层移动监测点数量n、监测线缆外径m以及中空注浆钻杆最大外径d确定岩层移动监测需要的钻孔直径D_c，一般D_c大于等于封孔所用中空注浆钻杆最大外径d乘以1.5倍后，加上岩层移动监测点数量总数量n乘以单个监测线缆外径m再乘以60％，即D_c≥d×1.5+n×m×60％；比较D_t与D_c的大小，选择较大者作为最终的钻孔直径；

优选的，在探测钻进施工过程中，每钻进50m进行一次钻孔偏斜纠正，控制探测钻孔每百米偏斜不大于1°。