[发明专利]基于水文地质探测的奥灰水治理方法

权利要求书

1.基于水文地质探测的奥灰水治理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.进行水文地质探测，确定煤层底板标高a与煤层埋深H、奥灰水层顶部标高d、自煤层至奥灰水层的岩层柱状，并基于岩层柱状确定奥灰水导升带顶部标高c；测定煤层底板各岩层的内聚力和内摩擦角，并求出平均内聚力C和平均内摩擦角确定岩层的平均容重γ；参考相邻已开采工作面或者相似开采条件工作面确定最大支撑压力系数n和采空区的降压系数m；基于下式确定底板采动裂隙带深度h

S2.对底板采动裂隙带深度h进行修正，计算底板深度h范围内岩层的平均内聚力C和平均内摩擦角根据这个平均内聚力C和平均内摩擦角由步骤S1中公式确定一个底板采动裂隙带深度h₃；若h₃≤h，则修正后的底板采动裂隙带深度h₁取h₁＝h；若h₃＞h，取底板采动裂隙带深度h下部最接近的一层厚硬岩层顶部标高与煤层底板标高的差值作为修正后的底板采动裂隙带深度h₁；

S3.确定隔水层的范围h₂为修正后的底板采动裂隙带与奥灰水导升带顶部之间的岩层，确定隔水层范围内的泥岩层和砂岩层；向工作面下部隔水层的砂岩层内施工定向钻孔，定向钻孔水平段先施工于隔水层内最上部泥岩层下部的砂岩层内，钻进过程中基于钻井现象判断所穿过的砂岩层内是否存在原生裂隙，并基于判断结果进行注浆充填；采用同样方法依次向隔水层内下一泥岩层下部的砂岩层施工水平钻孔段，并根据需求注浆，直至最下位的泥岩层上部的砂岩层；

S4.进行工作面内煤的回采，确定超前支撑压力的走向范围k，在工作面回采至距离原生裂隙k之前，在原生裂隙正上方沿走向前后各k/2范围内的煤层内施工顺层钻孔，通过水力压裂的方式对煤层卸压；

S5.在工作面推过原生裂隙后施工一组拦水坝与排水管组合。

2.根据权利要求1所述的基于水文地质探测的奥灰水治理方法，其特征在于，步骤S2中，若h₃≤h，基于安全考虑，修正后的底板采动裂隙带深度h₁取值为：底板采动裂隙带深度h所达到的最深处岩层的底板埋深与煤层底板埋深的差值。

3.根据权利要求1或2所述的基于水文地质探测的奥灰水治理方法，其特征在于，步骤S2中，若h₃＞h，作为并列的方案，在底板深度h范围岩层的基础上继续向下逐层累加岩层，计算累加后岩层的平均内聚力C和平均内摩擦角根据此时的平均内聚力C和平均内摩擦角由步骤S1中公式确定一个底板采动裂隙带深度h₄，直至h₄≤h+累加的岩层厚度，最终取h+最终累加的岩层厚度之和作为修正后的底板采动裂隙带深度h₁。

4.根据权利要求1所述的基于水文地质探测的奥灰水治理方法，其特征在于，步骤S3中，在第二回风巷内施工定向钻孔，定向钻孔沿工作面走向间隔布置，定向钻孔水平段贯穿工作面所对应的底板采动裂隙带的整个倾向范围，定向钻孔采取一孔多层的布置方式。

5.根据权利要求1或4所述的基于水文地质探测的奥灰水治理方法，其特征在于，步骤S3中，钻进过程中钻遇原生裂隙时，会短时间快速进尺，若钻井液没有全漏失，仅携带颗粒状碎屑返浆，则该原生裂隙未与奥灰水沟通，注浆封堵该原生裂隙，待浆液凝固后继续钻进；若钻井液不断增加且浓度变稀，同时携带颗粒状碎屑返浆，则原生裂隙与奥灰水导通，注浆封堵该原生裂隙裂隙，待浆液凝固后继续钻进。

6.根据权利要求1所述的基于水文地质探测的奥灰水治理方法，其特征在于，步骤S5中，拦水坝与排水管组合施工方式为：在液压支架与刮板输送机之间，沿着工作面倾向在煤层底板施工第一沟槽，并在其内埋设排水管，排水管与第一沟槽之间布设钢筋框架；然后间隔一定距离按照相同的方式施工第二沟槽，并在其内埋设注浆花管，注浆花管与第二沟槽之间布设钢筋框架。