中煤科工西安研究院(集團)有限公司劉洋獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中煤科工西安研究院(集團)有限公司申請的專利一種礦井采空區積水防堵鉆孔疏放水水害治理方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116006254B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310125635.3,技術領域涉及:E21F16/00;該發明授權一種礦井采空區積水防堵鉆孔疏放水水害治理方法是由劉洋;馬荷雯;王世東;朱開鵬;江球;張文忠;周建軍;梁向陽設計研發完成,并于2023-02-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種礦井采空區積水防堵鉆孔疏放水水害治理方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種礦井采空區積水防堵鉆孔疏放水水害治理方法,根據地質條件、覆巖含水層和隔水層的賦存情況、采動覆巖裂隙發育情況以及電法和物探的勘探結果,通過動態補給源和靜態儲水空間,對采空區積水進行治理,形成了系統性完備的采空區水害治理方法;設置了包括隔離方案設計、封堵突水點和疏降水壓三部分組成的采空區積水水害治理方案具體,阻斷了動態補給源對采空區積水的補給作用;疏降水壓是通過頂板穿層防水孔和底板穿層防水孔對采空頂、底板含水層進行疏降,降低水力壓力,從而減小充水量和突水危險性;解決了采空區疏放水技術存在的工作量大以及疏水不及時引發安全隱患的技術問題。
本發明授權一種礦井采空區積水防堵鉆孔疏放水水害治理方法在權利要求書中公布了:1.一種礦井采空區積水防堵鉆孔疏放水水害治理方法,其特征在于,具體包括以下步驟: 步驟一,根據地質條件、覆巖含水層和隔水層的賦存情況、采動覆巖裂隙發育情況以及電法和物探的勘探結果,確定采空區積水形成的動態補給源和靜態儲水空間; 步驟二,根據步驟一的電法和物探的勘探結果,確定采空區積水高度、層位、水頭,并預計采空區積水量; 所述的采空區積水量的預計公式如下: 式中: M表示煤層開采厚度,m; L表示采掘面走向長度,m; h表示采空區內的水頭高度,m; α表示煤層傾角,°; K表示采空區充水系數,范圍是0.3~0.5; 步驟三,確定并實施采空區積水的水害治理方案; 所述的采空區積水的水害治理方案包括隔離方案、封堵突水點方案和疏降水壓方案; 所述的隔離方案為阻斷采空區動態補給水源,具體包括切斷地表水力聯系、切斷補給水源和留設煤巖柱分區阻斷; 所述的封堵突水點方案為封堵步驟一確定的采空區的動態補給源,具體為通過注漿封堵強含水層和強補給水源對采空區的補給通道,使強含水層和強補給水源與采空區中間形成隔水層; 所述的疏降水壓方案為通過頂板穿層放水孔和底板穿層放水孔分別對頂板和底板的含水層進行疏降; 步驟四,采用鉆探或自然電場法探查采空區積水,對步驟三的水害治理方案的阻斷效果進行判斷; 所述的鉆探探查采空區積水的方法具體包括以下內容: 根據礦井中設置的疏放水量監測系統中鉆孔水壓指標值變化情況進行判斷,當鉆孔水壓指標值降低且維持不變,則證明治理效果良好,進入步驟五;當鉆孔水壓指標值恒定不變時,則說明采空區積水的動態補給源未完全阻斷,返回步驟三; 所述的疏放水量監測系統的監測參數還包括鉆孔出水情況,具體包括鉆孔水質和鉆孔出水量; 步驟五,確定采空區積水疏放水方案; 所述的采空區積水疏放水方案包括確定排水能力、單孔最大排水量和鉆孔數目; 所述的排水能力大于采空區積水的最大應放水量,所述的最大應放水量Q 放max計算公式如下: 其中: Q 放max表示采空區積水的最大應放水量,m3s; a表示采空區走向長度; b表示采空區斜長; H表示采空區疏放水水位距離采空區底部巖層的距離; t表示允許的疏放水時間,s; Q 補表示動態充水量,m3s; 所述的單孔最大排水量的計算公式如下: 其中: 表示單孔最大排水量,m3s; c表示流量系數,一般取0.6~0.62; S 鉆表示鉆孔的斷面積,m2; g表示重力加速度,取9.8ms2; 表示0.4~0.5倍鉆孔排水口處的水頭高度值,m; 所述的鉆孔數目的計算公式如下: 式中: N為采空區疏放水所需的鉆孔數目; Q 放max表示采空區積水的最大應放水量; g表示重力加速度,取9.8ms2; 步驟六,根據步驟五確定的采空區積水疏放水方案進行疏放水; 防堵鉆孔裝置包括多個固定相連的濾管(1),每一個所述的濾管(1)的頂部均設置有防退結構(2),最底部的濾管(1)上固定安裝有推進器(3),所述的推進器(3)的一端通過推進頭(4)與所述的濾管(1)相連,所述的推進器(3)的另一端開設有螺紋(5); 所述的防退結構(2)包括固定在濾管(1)外壁一上的固定片(201),所述的固定片的中部固定設置有焊接凸棱(202),所述的固定片(201)的頂部可轉動設置有對稱分布的卡翼(203),每一個所述的卡翼(203)的軸向中部設置有彈簧(204)的一端,所述的彈簧(204)的另一端固定設置在焊接凸棱(202)的一側;所述的濾管(1)與所述的卡翼(203)之間的夾角小于90°。
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