[发明专利]一种煤矿采空区水探放方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井地质领域与采矿工程技术，尤其涉及一种煤矿采空区水探放方法。

背景技术

煤矿采空区水是威胁煤矿安全的一类水害，为解除相关水害威胁，在采煤工作面开采以前会对旁边的采空区水进行探放。目前探放水方法主要是通过实施大量的钻孔进行随机探放，存在以下问题：

1)钻孔实施量很大，工程周期长，工程费用大；

2)探放整体效果差，探放后有较大的安全隐患，钻孔随机探放没有针对性，有大量盲区未探放，进而存在安全隐患；

3)无法判断某个钻孔是否完成了探放水工作；

4)在探放水之前无法判断钻孔探放水水压，探放水时容易发生喷射事故。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种煤矿采空区水探放方法，利用埋深传感器组的方法很好地了解煤炭开采后封闭的采空区里面的情况，具有简单易实施；探放水工程量低；探放水效果好和安全的优点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种煤矿采空区水探放方法，包括以下步骤：

步骤一：采空区(1)相关信息获取，获取信息包括顶板类型、采煤厚度M和采煤周期来压步距D，顶板类型是通过钻探对采煤顶板岩石取样测试其单轴抗压强度σ，若σ≤20MPa则顶板为软弱顶板，20MPa＜σ≤40MPa则顶板为中硬顶板，40MPa＜σ≤60Mpa则顶板为坚硬顶板；采煤厚度M则通过采空区(1)形成前的设计获取；采煤平均周期来压步距D是通过实测获得；

步骤二：采空区(1)形成前布置多个传感器组(2)，每个传感器组(2)包括1个电极传感器、1个水压力传感器和1个水听器，传感器组(2)的布置方法是：①将传感器组(2)沿采空区走向方向布置在采空区(1)形成前的两巷(3)，传感器组(2)两两间距小于1个采煤工作面平均周期来压步距离D，且不在预计的平均周期来压点布置传感器组(2)；②传感器组(2)沿采空区(1)垂直方向的位置依据不同顶板类型，当顶板为软弱顶板时，分别布置在距离两巷(3)保留煤柱(4)以内0.1M～0.5M区域内；当顶板为中硬顶板时，分别布置在距离两巷(3)保留煤柱(4)以内0.2M～0.6M区域内，当顶板为坚硬顶板时，分别布置在距离两巷(3)保留煤柱(4)以内0.3M～0.7M区域内；③传感器组(2)除平行于采煤走向方向以外，其他各个方向设置传感器组(2)的保护装置，以保证其在采空区(1)形成后正常运转；④传感器组(2)的数据传输线埋设在采空区(1)底板0.5m以深区域，并引出采空区(1)后连接数据采集器(5)；⑤记录各传感器组(2)所在点的标高W；

步骤三：采空区(1)形成过程中观测涌水量；采煤过程就是采空区(1)形成的过程，对该过程中每一次周期来压的涌水量进行观测，相邻两次稳定涌水量增加超过10m³/h或较前一次涌水量增加10％以上，则记录该次来压涌水点(6)；

步骤四：采空区(1)形成后划分积水区段(7)，积水区段(7)划分的方法为：通过步骤二中布置的水压力传感器得到的水压数据进行分析，相邻的两个水压力传感器水压力差△P与对应的传感器标高差产生的水压力差△P_b两者差异不在10％以内则判定两个传感器不在同一积水区段(7)，以两者中点沿垂向采煤工作面走向方向划分开，就得到了积水区段(7)；

△P＝P₁-P₂，式中P₁、P₂分别为相邻两个传感器的水压力值，

△P_b＝ρg(W₁-W₂)，式中，ρ是水的密度，g为重力加速度，W₁、W₂分别是观测到P₁、P₂水压力的传感器所在点的标高；