专利名称：复杂水文条件下水、煤同采的排水方法
复杂水文条件下水、煤同采的排水方法技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域。
背景技术：
我国重点煤矿受水威胁的煤炭储量大约250亿t，其中受地表水体(江、河、湖、海等)、松散含水层、基岩含水层等水体威胁的煤炭储量近100亿t。仅就受河流影响来看，就有200多个矿井受100余条大小河流威胁，而华北、华东、东北地区的煤田普遍被第四系和第三系松散层含水层覆盖，造成其开采效益相对最好的浅部露头区煤层开采困难。
煤矿顶板透水是一个受多种因素影响的非常复杂的问题，受到地质条件和构造、 水文地质条件以及人工开采条件的影响，可以总结为受到水源、覆岩地层、地质构造和采掘活动4种因素的共同控制。在复杂水文条件下，如何实现高产高效开采是国内采矿界需要解决的重大难题。
目前国内外防治顶板水主要是顶板布置疏干钻孔，将顶板水预先放出，由于没有专门的排水通道，一般是从运输巷中直接排入井下水仓，所以预放水时不能与采煤同时进行，而且顶板水预放是一个长期过程，有的需排放2-3年，影响采煤工作面的接续。
再就是由于顶板水不可能预先全部放出，工作面开采时随着顶板垮落产生导水裂隙，仍有大量的顶板水从工作面排出，排出的水与开采的煤粉混杂在一起，从运输巷中排入井下水仓。因此，顶板预先放出的水和工作面浑水一起进入井下水仓，造成煤仓淤积，影响蓄水，增加清挖工作量。为以后井下水仓的水煤分离增加了困难，排水难度加大。
因此根据顶板的富水性，采取井下补充排水措施，是实现顶板水预放和采煤同时进行以及安全开采的前提。发明内容
本发明的目的是针对复杂水文条件下采煤与顶板水预放不能同时进行的问题和有效排水的问题，提出一种水、煤同采的排水方法，从而确保大水煤层的安全开采。
本发明的技术方案是
一种复杂水文条件下水、煤同采的排水方法，其特征在于
第一步工作面开采前，根据水文地质探测情况，首先在煤层顶板富水区的煤层中施工专用排水巷道，排水巷道首端连接工作面，排水巷道末端施工沉淀池，沉淀池与井底水仓之间贯通；排水巷道内挖排水沟，并进行必要的支护；排水巷道首端与工作面连接处设置滤网；
第二步再沿运输皮带巷开拓一条泄水巷道，泄水巷道的标高应低于皮带巷的标高，且设计有一定的自流坡度；在运输皮带巷中间隔设立贯通眼，通过贯通眼将运输皮带巷与泄水巷道贯通；在泄水巷道的末端安装振动筛，振动筛以后再开拓一条与运输皮带巷相连接的运煤巷道，运煤巷道中布置运输设备；
第三步在专用排水巷道中向煤层顶板富水区钻放水孔，使一部分顶板水提前放出，放出后通过排水巷道排入沉淀池，沉淀后排入井底水仓；
第四步当一部分顶板水提前放出后，在继续放出的同时进行工作面开采，顶板水形成的一部分水煤体经滤网过滤后进入排水巷道，从排水巷道排入沉淀池，沉淀后排入井底水仓；剩余的水煤体从最近的贯通眼中泄入泄水巷道，水煤体流至振动筛时，粒度大于筛缝间隙的固体颗粒得到过滤，筛上的过滤煤炭装入运输设备，从运煤巷道运至运输皮带巷， 再与工作面煤炭一起通过运输皮带机运至井下煤仓；筛下的煤泥水排入井下水仓。
本发明的积极效果是针对煤层的富水性，使顶板的水超前从专用排水巷道排出； 在放水的同时进行采煤，工作面的水煤体一部分经滤网过滤后进入专用排水巷道，剩余部分分流到泄水巷道，经振动筛分离后排出；从而减轻了超前放水和顺槽排水的压力，改变了工作面原来单一的排水模式，将工作面排水系统分成三部分排出，提高工作面的排水能力， 从而保持工作面排水的畅通以及水、煤同采，并保持安全开采。通过滤网过滤和振动筛分离，将煤过滤出来，防止排水巷道的拥堵，保持排水系统的畅通，实现了煤泥水进入井下水仓前的提前净化，减少了井下水仓的淤泥量，保证了水仓的蓄水能力。
下面结合
本发明的实施。
图I是本发明实施例的示意图。
图例说明，I-工作面，2-运输皮带，3-贯通眼，4-振动筛，5-泄水巷道，7_井底水仓， 8-排水巷道，9-运输皮带巷，10运煤巷道，11-运输设备，12-滤网，13-沉淀池，14-富水区。
具体实施方式
一种复杂水文条件下工作面排水方法，如下
I、工作面I开采前，根据水文地质探测情况，首先在煤层顶板富水区14的煤层中施工专用排水巷道8，排水巷道8首端连接工作面1，末端施工沉淀池13，沉淀池13与井底水仓7之间贯通；排水巷道8内挖排水沟，并进行必要的支护；排水巷道8首端与工作面I 连接处设置滤网12 ；
2、再沿运输皮带巷9开拓一条泄水巷道5，泄水巷道5的标高应低于皮带巷9的标高，且设计有一定的自流坡度；在运输皮带巷9中每隔一定距离设立贯通眼3，通过贯通眼 3将运输皮带巷9与泄水巷道5贯通；在泄水巷道5的末端安装振动筛4，振动筛4以后再开拓一条与运输皮带巷9相连接的运煤巷道10，运煤巷道10中布置运输设备11 ;运输设备 11与运输皮带巷9中的运输皮带2衔接；
3、之后，在专用排水巷道8中向煤层顶板富水区14钻放水孔，使一部分顶板水提前放出，放出后通过排水巷道8排入沉淀池13，沉淀后排入井底水仓7 ；
4、当一部分顶板水提前放出后，在继续放出的同时进行工作面I的开采，顶板水形成的一部分水煤体经滤网12过滤后进入排水巷道8,从排水巷道8排入沉淀池13,沉淀后排入井底水仓7 ;剩余的水煤体从最近的贯通眼3中泄入泄水巷道5，水煤体流至振动筛4时，粒度大于筛缝间隙的固体颗粒得到过滤，筛上的过滤煤炭装入运输设备11，从运煤巷道10运至运输皮带巷9，再与工作面煤炭一起通过运输皮带机2运至井下煤仓6 ;筛下的煤泥水排入井下水仓7。
权利要求
1.一种复杂水文条件下水、煤同采的排水方法，其特征在于第一步工作面开采前，根据水文地质探测情况，首先在煤层顶板富水区的煤层中施工专用排水巷道，排水巷道首端连接工作面，排水巷道末端施工沉淀池，沉淀池与井底水仓之间贯通；排水巷道内挖排水沟，并进行支护；排水巷道首端与工作面连接处设置滤网；第二步再沿运输皮带巷开拓一条泄水巷道，泄水巷道的标高应低于皮带巷的标高，且设计有自流坡度；在运输皮带巷中间隔设立贯通眼，通过贯通眼将运输皮带巷与泄水巷道贯通；在泄水巷道的末端安装振动筛，振动筛以后再开拓一条与运输皮带巷相连接的运煤巷道，运煤巷道中布置运输设备；第三步在专用排水巷道中向煤层顶板富水区钻放水孔，使一部分顶板水提前放出，放出后通过排水巷道排入沉淀池，沉淀后排入井底水仓；第四步当一部分顶板水提前放出后，在继续放出的同时进行工作面开采，顶板水形成的一部分水煤体经滤网过滤后进入排水巷道，从排水巷道排入沉淀池，沉淀后排入井底水仓；剩余的水煤体从最近的贯通眼中泄入泄水巷道，水煤体流至振动筛时，粒度大于筛缝间隙的固体颗粒得到过滤，筛上的过滤煤炭装入运输设备，从运煤巷道运至运输皮带巷，再与工作面煤炭一起通过运输皮带机运至井下煤仓；筛下的煤泥水排入井下水仓。
全文摘要
本发明公开了一种复杂水文条件下水、煤同采的排水方法，首先在煤层顶板富水区的煤层中施工连接工作面的专用排水巷道，排水巷道末端施工沉淀池；再沿运输皮带巷开拓一条泄水巷道；在运输皮带巷中间隔设立贯通运输皮带巷与泄水巷道的贯通眼，在泄水巷道末端安装振动筛，振动筛以后再开拓运煤巷道；在排水巷道中向煤层顶板富水区钻放水孔，使一部分顶板水提前放出，放出后通过排水巷道排入沉淀池，沉淀后排入井底水仓；当一部分顶板水提前放出后，在继续放出的同时进行工作面开采即可。本发明针对煤层富水性，使顶板水超前从专用排水巷道排出；在放水的同时进行采煤，从而减轻了超前放水和顺槽排水的压力，改变了工作面原来单一的排水模式。
文档编号E21F16/00GK102926803SQ20121042601
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者孟凡刚, 靖晓颖, 李树兴, 张显峰, 曹守新 申请人:开滦(集团)有限责任公司东欢坨矿业分公司