中煤科工西安研究院(集团)有限公司刘洋获国家专利权
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龙图腾网获悉中煤科工西安研究院(集团)有限公司申请的专利一种矿井采空区积水防堵钻孔疏放水水害治理方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116006254B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310125635.3,技术领域涉及:E21F16/00;该发明授权一种矿井采空区积水防堵钻孔疏放水水害治理方法是由刘洋;马荷雯;王世东;朱开鹏;江球;张文忠;周建军;梁向阳设计研发完成,并于2023-02-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种矿井采空区积水防堵钻孔疏放水水害治理方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种矿井采空区积水防堵钻孔疏放水水害治理方法,根据地质条件、覆岩含水层和隔水层的赋存情况、采动覆岩裂隙发育情况以及电法和物探的勘探结果,通过动态补给源和静态储水空间,对采空区积水进行治理,形成了系统性完备的采空区水害治理方法;设置了包括隔离方案设计、封堵突水点和疏降水压三部分组成的采空区积水水害治理方案具体,阻断了动态补给源对采空区积水的补给作用;疏降水压是通过顶板穿层防水孔和底板穿层防水孔对采空顶、底板含水层进行疏降,降低水力压力,从而减小充水量和突水危险性;解决了采空区疏放水技术存在的工作量大以及疏水不及时引发安全隐患的技术问题。
本发明授权一种矿井采空区积水防堵钻孔疏放水水害治理方法在权利要求书中公布了:1.一种矿井采空区积水防堵钻孔疏放水水害治理方法,其特征在于,具体包括以下步骤: 步骤一,根据地质条件、覆岩含水层和隔水层的赋存情况、采动覆岩裂隙发育情况以及电法和物探的勘探结果,确定采空区积水形成的动态补给源和静态储水空间; 步骤二,根据步骤一的电法和物探的勘探结果,确定采空区积水高度、层位、水头,并预计采空区积水量; 所述的采空区积水量的预计公式如下: 式中: M表示煤层开采厚度,m; L表示采掘面走向长度,m; h表示采空区内的水头高度,m; α表示煤层倾角,°; K表示采空区充水系数,范围是0.3~0.5; 步骤三,确定并实施采空区积水的水害治理方案; 所述的采空区积水的水害治理方案包括隔离方案、封堵突水点方案和疏降水压方案; 所述的隔离方案为阻断采空区动态补给水源,具体包括切断地表水力联系、切断补给水源和留设煤岩柱分区阻断; 所述的封堵突水点方案为封堵步骤一确定的采空区的动态补给源,具体为通过注浆封堵强含水层和强补给水源对采空区的补给通道,使强含水层和强补给水源与采空区中间形成隔水层; 所述的疏降水压方案为通过顶板穿层放水孔和底板穿层放水孔分别对顶板和底板的含水层进行疏降; 步骤四,采用钻探或自然电场法探查采空区积水,对步骤三的水害治理方案的阻断效果进行判断; 所述的钻探探查采空区积水的方法具体包括以下内容: 根据矿井中设置的疏放水量监测系统中钻孔水压指标值变化情况进行判断,当钻孔水压指标值降低且维持不变,则证明治理效果良好,进入步骤五;当钻孔水压指标值恒定不变时,则说明采空区积水的动态补给源未完全阻断,返回步骤三; 所述的疏放水量监测系统的监测参数还包括钻孔出水情况,具体包括钻孔水质和钻孔出水量; 步骤五,确定采空区积水疏放水方案; 所述的采空区积水疏放水方案包括确定排水能力、单孔最大排水量和钻孔数目; 所述的排水能力大于采空区积水的最大应放水量,所述的最大应放水量Q 放max计算公式如下: 其中: Q 放max表示采空区积水的最大应放水量,m3s; a表示采空区走向长度; b表示采空区斜长; H表示采空区疏放水水位距离采空区底部岩层的距离; t表示允许的疏放水时间,s; Q 补表示动态充水量,m3s; 所述的单孔最大排水量的计算公式如下: 其中: 表示单孔最大排水量,m3s; c表示流量系数,一般取0.6~0.62; S 钻表示钻孔的断面积,m2; g表示重力加速度,取9.8ms2; 表示0.4~0.5倍钻孔排水口处的水头高度值,m; 所述的钻孔数目的计算公式如下: 式中: N为采空区疏放水所需的钻孔数目; Q 放max表示采空区积水的最大应放水量; g表示重力加速度,取9.8ms2; 步骤六,根据步骤五确定的采空区积水疏放水方案进行疏放水; 防堵钻孔装置包括多个固定相连的滤管(1),每一个所述的滤管(1)的顶部均设置有防退结构(2),最底部的滤管(1)上固定安装有推进器(3),所述的推进器(3)的一端通过推进头(4)与所述的滤管(1)相连,所述的推进器(3)的另一端开设有螺纹(5); 所述的防退结构(2)包括固定在滤管(1)外壁一上的固定片(201),所述的固定片的中部固定设置有焊接凸棱(202),所述的固定片(201)的顶部可转动设置有对称分布的卡翼(203),每一个所述的卡翼(203)的轴向中部设置有弹簧(204)的一端,所述的弹簧(204)的另一端固定设置在焊接凸棱(202)的一侧;所述的滤管(1)与所述的卡翼(203)之间的夹角小于90°。
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