[发明专利]一种煤层底板水害防治方法

说明书

本发明公开了一种煤层底板水害防治方法，通过确定采煤工作面底板承压含水层的突水系数Ts，测定采煤工作面的温度Tc，对底板进行钻孔，确定底板承压含水层的导升带，测定承压水温度及随温度变化的密度，确定承压水温度变化目标，对导升带进行注浆，并在煤层开采前对底板承压含水层的温度调整到目标值T后计算新的突水系数，并利用新的突水系数与临界突水系数进行比较，从而确定是否施工。该方法简单易实施，费用相对较低，能够对水资源具有较好的保护绿色环保。

技术领域

本发明涉及煤层开采技术领域，具体涉及一种煤层底板水害防治方法。

背景技术

中国华北和华南地区煤层开采受到底板承压水的威胁，为安全带压开采，需要对底板水害进行防治。常见的底板水害防治方法有底板注浆加固、底板承压水疏水降低压力及两种方法联合。其中底板注浆加固需要注入化学材料，对含水层有污染。底板承压水进行疏放降低压力，存在以下问题：

1)承压水的疏放造成水资源的污染和浪费；

2)承压水的疏放造成矿井水排水系统负荷很大，容易出现矿井水害；

3)承压水排出需要大量的排水费用。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种煤层底板水害防治方法，简单易实施，费用相对较低，能够对水资源具有较好的保护绿色环保。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种煤层底板水害防治方法，包括如下步骤：

步骤一：确定采煤工作面底板承压含水层的突水系数Ts，其中，突水系数Ts＝P/M，M为采煤工作面和底板承压含水层之间的隔水层的厚度，P为底板承压含水层对隔水层的压力；

步骤二：测定采煤工作面的温度Tc；

步骤三：在煤层开采前，从采煤工作面向底板承压含水层实施钻孔，在钻孔的过程中并对钻孔水位进行观测，直到钻孔钻到底板承压含水层，并取得底板承压含水层的水样，此时不进行钻孔封孔；

步骤四：依据步骤三中钻孔水文观测确定底板承压含水层的导升带；

步骤五：对步骤三中的水样进行天然温度测试获得该水样的实际温度Tz；

步骤六：采用步骤三中获取的水样，测定不同温度下底板承压含水层水的密度，测试范围为min(Tc，Tz)-5℃和max(Tc，Tz)+5℃之间每1℃测试测试水的密度；其中，min(Tc，Tz)为Tc和Tz之间的最小值，max(Tc，Tz)为Tc和Tz之间的最大值；

步骤七：依据步骤六中获得测试水的最小密度对应的温度值，作为底板承压水温度变化的目标值T；

步骤八：对步骤四确定的导升带进行注浆，注浆钻孔采用步骤三中的钻孔，注入后对钻孔进行透孔，保持钻孔与底板承压含水层的水力联系；

步骤九：在煤层开采前对底板承压含水层的温度调整到目标值T；

步骤十：计算温度调整后工作面突水系数Ts1＝P1/M，其中P1＝W*g*h，其中g为重力加速度，W为底板承压含水层水的密度，h为底板承压含水层作用在隔水层底部的水位高度，通过步骤三中的测量获得；

步骤十一：如果Ts1小于等于临界突水系数Ts0，则可以开采采煤工作面中的煤层，采煤到相应钻孔位置时停止温度调节，并全面封孔；

如果Ts1大于临界突水系数Ts0，则首先需要对隔水层进行注浆改造，改造的厚度和浆液参数通过数值模拟获得(具体怎么模拟得到)；隔水层改造后，进行采煤，采煤到相应钻孔位置时停止温度调节，并全面封孔；

步骤十二：采煤工作面完成开采没有发生突水事故。