适用于多类型水害的煤矿水害综合防治方法与流程

本技术涉煤矿水害防治，尤其涉及一种适用于多类型水害的煤矿水害综合防治方法。

背景技术：

1、目前，矿井下的水害是威胁井下安全开采的重要因素之一，对矿井下的各类突水灾害需要进行探查和防治，以保证井下安全开采。然而，由于对各类突水灾害的机理掌握不清等原因，相关技术中的水害防治措施较为单一，对不同的突水灾害均采用相同或相似的防治措施，无法针对不不同的突水灾害进行针对性的防治，防治效果较差，且防治措施能够适用的防害场景有限。

技术实现思路

1、本技术的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

2、为此，本技术的第一个目的在于提出一种适用于多类型水害的煤矿水害综合防治方法。该方法能够生成矿井顶板水害的综合防治技术体系，针对不同类型的水害进行针对性的防治，提高了井下水害防治的针对性和适用性。

3、本技术的第二个目的在于提出一种适用于多类型水害的煤矿水害综合防治系统。

4、本技术的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

5、为达上述目的，本技术第一方面提出了一种适用于多类型水害的煤矿水害综合防治方法，该方法包括：

6、在矿井下巷道中基于矿井瞬变电磁法进行超前物探，并对超前物探确定的异常区域进行超前钻探，所述异常区域包括积水异常区和隐伏含水断层区；

7、对超前钻探采集的水样样本进行水质测试或者对断层进行导水性测试，以确定所述异常区域对应的水害类型，其中，所述水害类型包括工作面顶板含水层富水区水害、离层水害、隐伏构造区域水害和老空水水害；

8、针对不同的水害类型采取对应的水害防治措施，包括：对于所述工作面顶板含水层富水区水害和所述离层水害，设置疏放钻孔进行疏放水，对于所述隐伏构造区域水害，设置断层防隔水煤柱。

9、另外，本技术实施例的适用于多类型水害的煤矿水害综合防治方法还具有如下附加的技术特征：

10、可选地，在一些实施例中，对于所述工作面顶板含水层富水区水害，设置疏放钻孔进行疏放水，包括：计算当前富水区的放水量，并根据所述放水量确定所述疏放钻孔的数量；设置各个所述疏放钻孔的布置位置、布置间距和钻孔深度；在通过所述疏放钻孔进行放水时，监测每个疏放钻孔出水的水量和水压，并根据监测数据分别绘制单孔疏水量曲线，根据所述单孔疏水量曲线对疏放水效果进行评价；根据所述疏放水效果的评价结果调整疏放水策略。

11、可选地，在一些实施例中，对于所述离层水害，设置疏放钻孔进行疏放水，包括：根据对煤层顶板含水层富水性的检测结果，确定当前采用的井下疏放孔的类型，所述井下疏放孔包括：离层水导流孔和离层水截流孔；根据顶板离层水的发育状态，确定采用的井下疏放孔的布置方向；基于顶板离层水的发育状态调整工作面的推进速度。

12、可选地，在一些实施例中，所述对于所述隐伏构造区域水害，设置断层防隔水煤柱，包括：

13、根据导水断层与煤层的位置关系，确定所述断层防隔水煤柱的参数；其中，在所述导水断层在顺煤层方向的情况下，通过以下公式计算所述断层防隔水煤柱的留设宽度：

14、

15、其中，l是断层防隔水煤柱的留设宽度，k是安全系数，m是煤层厚度或采高，p是水头压力，kp是煤的抗拉强度；

16、在所述煤层在所述导水断层的上方的情况下，针对所述煤层的底部隔水层承受的压力，通过以下公式计算所述断层防隔水煤柱的参数：

17、

18、

19、其中，ha是断层防隔水煤柱的高度，a是断层倾角，ts是临界突水系数。

20、可选地，在一些实施例中，所述针对不同的水害类型采取对应的水害防治措施，还包括：对于所述老空水水害，结合地面物探和井下物探中的多种勘探方法探查老空区的范围边界和老空积水情况；设置多个探放水钻孔，通过超前钻探对物探确定的积水异常区进行验证，并确定所述老空区是否具有补给水源和所述补给水源的补给量；对于验证后的老空区，基于所述探放水钻孔，按照预设的老空水探放程序放净老空积水。

21、可选地，在一些实施例中，所述设置多个探放水钻孔，包括：确定每个所述探放水钻孔与巷道两帮之间的安全距离和每个所述探放水钻孔的探测深度；在巷道掘进平面上呈扇形布置3个探放水钻孔，各个探放水钻孔之间水平夹角范围在预设范围内；针对所述物探确定的积水异常区，增设预设数量个呈扇形分布的增设钻孔。

22、可选地，在一些实施例中，所述预设的老空水探放程序，包括：根据验证结果划定探水线和警戒线，其中，所述验证结果包括老空区的水压和煤层的地质信息；按照当前的探放水探查结果，确定允许掘进距离和超前距离，并按照所述允许掘进距离进行掘进施工；当掘进至所述允许掘进距离时，重复进行探放水探查，并更新当前的探放水探查结果和允许掘进距离，直至放净老空积水。

23、为实现上述目的，本发明第二方面提出了一种适用于多类型水害的煤矿水害综合防治系统，包括：

24、探查模块，用于在矿井下巷道中基于矿井瞬变电磁法进行超前物探，并对超前物探确定的异常区域进行超前钻探，所述异常区域包括积水异常区和隐伏含水断层区；

25、确定模块，用于对超前钻探采集的水样样本进行水质测试或者对断层进行导水性测试，以确定所述异常区域对应的水害类型，其中，所述水害类型包括工作面顶板含水层富水区水害、离层水害、隐伏构造区域水害和老空水水害；

26、防治模块，用于针对不同的水害类型采取对应的水害防治措施，包括：对于所述工作面顶板含水层富水区水害和所述离层水害，设置疏放钻孔进行疏放水，对于所述隐伏构造区域水害，设置断层防隔水煤柱。

27、可选地，在一些实施例中，所述防治模块，具体用于：计算当前富水区的放水量，并根据所述放水量确定所述疏放钻孔的数量；设置各个所述疏放钻孔的布置位置、布置间距和钻孔深度；在通过所述疏放钻孔进行放水时，监测每个疏放钻孔出水的水量和水压，并根据监测数据分别绘制单孔疏水量曲线，根据所述单孔疏水量曲线对疏放水效果进行评价；根据所述疏放水效果的评价结果调整疏放水策略。

28、本技术第三方面实施例提出了一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行本技术第一方面公开的适用于多类型水害的煤矿水害综合防治方法。

29、本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本技术结合超前物探和超前钻探中的多种探查方法确定异常区，并结合水质测试等多种测试方案确定当前的水害类型，再针对不同的水害类型采取对应的具有针对性的水害防治措施。从而，本技术能够生成矿井顶板水害的综合防治技术体系，针对不同类型的水害进行针对性的防治，包括根据离层水害形成机理进行离层水害防治措施，确定离层水体的空间位置，选择探放时机，实行靶向探放离层水；针对构造影响区域含水层富水性变化特征、隔水层分布变化特征提出构造影响区顶板水害防治技术措施等。由此，本技术能够对井下的各类水害进行综合防治，丰富了水害防治方法能够适用的防治场景，且对于确定的各类水害进行针对性的防治，对于不同的水害具有相应的防治措施，提高了水害防治的准确性和可靠性，保证了防治效果。本技术提高了井下水害防治的针对性和适用性，根据确定的防治措施可以指导工作面的安全开采，有利于进一步提高矿井下开采的安全性。

30、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。