CN110685744A - 一种探疏放水孔系的布置方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种探疏放水孔系的布置方式,属于煤矿防治水技术领域。所述探疏放水孔系呈内外双层环形分布,内环上孔与外环上孔沿环形的同一方向一一对应布置,所述双层环形探疏放水孔系包括对称轴沿掘进方向第一扇形孔系、对称轴垂直于非工作面侧的第二扇形孔系、对称轴沿与掘进相反方向的第三扇形孔系及对称轴垂直于回采工作面的第四扇形孔系;上述各扇形孔系分别包括至少三组探疏放水孔,每组探疏放水孔包括一内层探疏放水孔及一外层探疏放水孔。上述探疏放水孔系的布置方式能够最大程度的疏放导水裂缝带高度范围内顶板水,最大程度的减少顶板水对采掘作业的影响,为鄂尔多斯盆地侏罗系富水软岩矿井的高产高效和安全生产提供了重要保障。
Description
技术领域
本发明属于煤矿防治水技术领域,尤其涉及一种探疏放水孔系的布置方式。
背景技术
《煤矿防治水细则》规定煤矿防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,根据不同水文地质条件,采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。因此探疏放水是煤矿开采前必须进行的工作中的重要一环。
《煤矿防治水细则》要求煤矿超前探放水钻孔应采用单层扇形布置方式,此方式适用于煤层顶板岩石条件较好的矿区,较少的探放水孔即能起到探查、疏放的目的。
鄂尔多斯盆地侏罗系含煤地层多为富水软岩,顶底板以泥岩、粉砂岩为主,局部赋存的透镜体状中砂岩、粗砂岩胶结程度差、较为富水,整体表现为硬度低、易遇水泥化,较小的水量即会造成采掘作业困难加大。此外,煤层顶底板围岩渗透率较低,正常情况下水源补给缓慢。软岩特性的综合影响使得探疏放水孔施工时极易出现塌孔现象,单层扇形布置无法满足此类矿井的防治水需求。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种探疏放水孔系的布置方式,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种探疏放水孔系的布置方式,所述探疏放水孔系呈内外双层环形分布,内层探疏放水孔与外层探疏放水孔沿环形的同一半径方向一一对应布置,所述双层环形探疏放水孔系包括对称轴沿掘进方向第一扇形孔系、对称轴垂直于非工作面侧的第二扇形孔系、对称轴沿与掘进相反方向的第三扇形孔系及对称轴垂直于回采工作面的第四扇形孔系。所述第一扇形孔系、第二扇形孔系、第三扇形孔系及第四扇形孔系分别包括至少三组探疏放水孔,每组探疏放水孔包括一内层探疏放水孔及一外层探疏放水孔。
进一步地,所述每组探疏放水孔中内层孔与外层孔轴线间距离为90~110米。
进一步地,所述内层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为90~100米。
进一步地,所述外层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为120~130米。
一种进行所述探疏放水孔系布设的方法,包括如下步骤:
S1:沿掘进方向布设第一扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔;
S2:沿垂直于非工作面方向布设第二扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔;
S3:沿掘进的相反方向布设第三扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔;
S4:沿垂直于回采工作面方向布设第四扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔。
进一步地,步骤S1-S4中所述第一扇形孔系、第二扇形孔系、第三扇形孔系及第四扇形孔系的内外层探疏放水孔的数量为三组。
进一步地,步骤S1-S4中所述内层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为90~100米。
进一步地,步骤S1-S4中所述外层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为120~130米。
本发明所述探疏放水孔布置方式的有益效果:采用双层环形方式布置,将探疏放水孔分为四个扇形区域,可以实现对掘进方向顶板富水情况进行探查,对工作面侧顶板和非工作面侧顶板汇聚水层进行疏放,还可对前段钻孔的疏放效果进行验证,能够最大程度的疏放导水裂缝带高度范围内顶板水,最大程度的减少顶板水对采掘作业的影响,为鄂尔多斯盆地侏罗系富水软岩矿井的高产高效和安全生产提供了重要保障。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
附图1为双层环形探疏放水孔系布置平面示意图;
附图2为双层环形探疏放水孔系布置剖面示意图。
图1中:1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#、17#、19#、21#、23#为内层探疏放水孔;2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#、18#、20#、22#、24#为外层探疏放水孔;a、第一扇形孔系;b、第二扇形孔系;c、第三扇形孔系;d、第四扇形孔系;
图2中:1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#、17#、19#、21#、23#为内层探疏放水孔;2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#、18#、20#、22#、24#为外层探疏放水孔;h、煤层与中粗砂岩含水层的距离。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
实施例一
如图1、2所示,一种探疏放水孔系的布置方式,所述探疏放水系呈内外双层环形分布,内层探疏放水孔与外层探疏放水孔的数量相同,且沿环形同一半径方向一一对应布置,所述双层环形探疏放水孔系包括对称轴沿掘进方向的第一扇形孔系、对称轴垂直于非工作面侧的第二扇形孔系、对称轴沿与掘进相反方向的第三扇形孔系及对称轴垂直于回采工作面的第四扇形孔系,所述第一扇形孔系包括孔1#、2#、3#、4#、5#、6#,上述孔为超前探放水孔,其中内层孔1#、3#、5#的孔径为75毫米,孔深为100米,外层孔2#、4#、6#的孔径为75毫米,孔深为130米,内层孔1#、3#、5#与外层孔2#、4#、6#轴线间的距离为110米;所述第二扇形孔系包括孔7#、8#、9#、10#、11#、12#,上述孔为疏放水孔,其中内层孔7#、9#、11#的孔径为75毫米,孔深为100米,外层孔8#、10#、12#的孔径为75毫米,孔深为130米,内层孔7#、9#、11#与外层孔8#、10#、12#轴线间的距离为110米;所述第三扇形孔系包括孔13#、14#、15#、16#、17#、18#,上述孔为截流疏放水孔,其中内层孔13#、15#、17#的孔径为75毫米,孔深为100米,外层孔14#、16#、18#的孔径为75毫米,孔深为130米,内层孔13#、15#、17#与外层孔14#、16#、18#轴线间的距离为110米;所述第四扇形孔系包括孔19#、20#、21#、22#、23#、24#,为回采工作面验证疏放水孔,其中内层孔19#、21#、23#的孔径为75毫米,孔深为100米,外层孔20#、22#、24#的孔径为75毫米,孔深为130米,内层孔19#、21#、23#与外层孔孔20#、22#、24#轴线间的距离为110米。
一种进行所述探疏放水孔系布设的方法,包括以下步骤:S1:沿掘进方向布设第一扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔1#、3#、5#,孔1#、3#、5#孔径为75毫米,孔深为100米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔1#、3#、5#110米处钻对应的外层探疏放水孔2#、4#、6#,孔2#、4#、6#的孔径为75毫米,孔深为130米;S2:沿垂直于非工作面方向布设第二扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔7#、9#、11#,孔7#、9#、11#孔径为75毫米,孔深为100米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔7#、9#、11#110米处钻对应的外层探疏放水孔8#、10#、12#,孔8#、10#、12#的孔径为75毫米,孔深为130米;S3:沿掘进的相反方向布设第三扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔13#、15#、17#,孔13#、15#、17#孔径为75毫米,孔深为100米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔13#、15#、17#110米处钻对应的外层探疏放水孔14#、16#、18#,孔14#、16#、18#的孔径为75毫米,孔深为130米;S4:沿垂直于回采工作面方向布设第四扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔19#、21#、23#,孔19#、21#、23#孔径为75毫米,孔深为100米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔19#、21#、23#110米处钻对应的外层探疏放水孔20#、22#、24#,孔20#、22#、24#的孔径为75毫米,孔深为130米。
实施例二
如图1、2所示,所述探疏放水孔系呈内外双层环形分布,内层探疏放水孔与外层探疏放水孔的数量相同,且沿环形同一半径方向一一对应布置,所述双层环形探疏放水孔系包括对称轴沿掘进方向第一扇形孔系、对称轴垂直于非工作面侧的第二扇形孔系、对称轴沿与掘进相反方向的第三扇形孔系及对称轴垂直于回采工作面的第四扇形孔系,所述第一扇形孔系包括孔1#、2#、3#、4#、5#、6#,上述孔为超前探放水孔,其中内层孔1#、3#、5#的孔径为42毫米,孔深为90米,外层孔2#、4#、6#的孔径为42毫米,孔深为120米,内层孔1#、3#、5#与外层孔2#、4#、6#轴线间的距离为90米;所述第二扇形孔系包括孔7#、8#、9#、10#、11#、12#,上述孔为疏放水孔,其中内层孔7#、9#、11#的孔径为42毫米,孔深为90米,外层孔8#、10#、12#的孔径为42毫米,孔深为120米,内层孔7#、9#、11#与外层孔8#、10#、12#轴线间的距离为90米;所述第三扇形孔系包括孔13#、14#、15#、16#、17#、18#,上述孔为截流疏放水孔,其中内层孔13#、15#、17#的孔径为42毫米,孔深为90米,外层孔14#、16#、18#的孔径为42毫米,孔深为120米,内层孔13#、15#、17#与外层孔14#、16#、18#轴线间的距离为90米;所述第四扇形孔系包括孔19#、20#、21#、22#、23#、24#,为回采工作面验证疏放水孔,其中内层孔19#、21#、23#的孔径为42毫米,孔深为90米,外层孔20#、22#、24#的孔径为42毫米,孔深为120米,内层孔19#、21#、23#与外层孔20#、22#、24#轴线的距离是90米。
一种进行所述探疏放水孔系布设的方法,包括以下步骤:S1:沿掘进方向布设第一扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔1#、3#、5#,孔1#、3#、5#孔径为42毫米,孔深为90米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔1#、3#、5#90米处钻对应的外层探疏放水孔2#、4#、6#,孔2#、4#、6#的孔径为42毫米,孔深为120米;S2:沿垂直于非工作面方向布设第二扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔7#、9#、11#,孔7#、9#、11#孔径为42毫米,孔深为90米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔7#、9#、11#90米处钻对应的外层探疏放水孔8#、10#、12#,孔8#、10#、12#的孔径为42毫米,孔深为120米;S3:沿掘进的相反方向布设第三扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔13#、15#、17#,孔13#、15#、17#孔径为42毫米,孔深为90米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔13#、15#、17#90米处钻对应的外层探疏放水孔14#、16#、18#,孔14#、16#、18#的孔径为42毫米,孔深为120米;S4:沿垂直于回采工作面方向布设第四扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔19#、21#、23#,孔19#、21#、23#孔径为42毫米,孔深为90米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔19#、21#、23#90米处钻对应的外层探疏放水孔20#、22#、24#,孔20#、22#、24#的孔径为42毫米,孔深为120米。
实施例三
如图1、2所示,所述探疏放水孔系呈内外双层环形分布,内层探疏放水孔与外层探疏放水孔的数量相同,且沿环形同一半径方向一一对应布置,所述双层环形探疏放水孔系包括对称轴沿掘进方向第一扇形孔系、对称轴垂直于非工作面侧的第二扇形孔系、对称轴沿与掘进相反方向的第三扇形孔系及对称轴垂直于回采工作面的第四扇形孔系,所述第一扇形孔系包括孔1#、2#、3#、4#、5#、6#,上述孔为超前探放水孔,其中内层孔1#、3#、5#的孔径为60毫米,孔深为95米,外层孔2#、4#、6#的孔径为60毫米,孔深为125米,内层孔1#、3#、5#与外层孔2#、4#、6#轴线间的距离为100米;所述第二扇形孔系包括孔7#、8#、9#、10#、11#、12#,上述孔为疏放水孔,其中内层孔7#、9#、11#的孔径为60毫米,孔深为95米,外层孔8#、10#、12#的孔径为60毫米,孔深为125米,内层孔7#、9#、11#与外层孔8#、10#、12#轴线间的距离为100米;所述第三扇形孔系包括孔13#、14#、15#、16#、17#、18#,上述孔为截流疏放水孔,其中内层孔13#、15#、17#的孔径为60毫米,孔深为95米,外层孔14#、16#、18#的孔径为60毫米,孔深为125米,内层孔13#、15#、17#与外层孔14#、16#、18#轴线间的距离为100米;所述第四扇形孔系包括孔19#、20#、21#、22#、23#、24#,上述孔为回采工作面验证疏放水孔,其中内层孔19#、21#、23#的孔径为60毫米,孔深为95米,外层孔20#、22#、24#的孔径为60毫米,孔深为125米,内层孔19#、21#、23#与外层孔20#、22#、24#轴线间的距离是100米。
一种进行所述探疏放水孔系布设的方法,包括以下步骤:S1:沿掘进方向布设第一扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔1#、3#、5#,孔1#、3#、5#孔径为60毫米,孔深为95米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔1#、3#、5#100米处钻对应的外层探疏放水孔2#、4#、6#,孔2#、4#、6#的孔径为60毫米,孔深为125米;S2:沿垂直于非工作面方向布设第二扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔7#、9#、11#,孔7#、9#、11#孔径为60毫米,孔深为95米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔7#、9#、11#100米处钻对应的外层探疏放水孔8#、10#、12#,孔8#、10#、12#的孔径为60毫米,孔深为125米;S3:沿掘进的相反方向布设第三扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔13#、15#、17#,孔13#、15#、17#孔径为60毫米,孔深为95米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔13#、15#、17#100米处钻对应的外层探疏放水孔14#、16#、18#,孔14#、16#、18#的孔径为60毫米,孔深为125米;S4:沿垂直于回采工作面方向布设第四扇形孔系,首先用钻机钻三个内层探疏放水孔19#、21#、23#,孔19#、21#、23#孔径为60毫米,孔深为95米,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔19#、21#、23#100米处钻对应的外层探疏放水孔20#、22#、24#,孔20#、22#、24#的孔径为60毫米,孔深为125米。
如图2所示,在上述各实施例中,第一步,钻超前探放水孔1#、2#、3#、4#、5#、6#可超前探查掘进方向顶板的富水情况,为掘进提供有利参考;第二步,钻疏放水孔7#、8#、9#、10#、11#、12#,可将从顶板标高较高处向标高较低处汇集的水进行疏放;第三步,钻截流疏放水孔13#、14#、15#、16#、17#、18#,沿掘进的相反方向布置,可逆水流方向对含水层的水进行截流疏放;第四步,钻回采工作面验证疏放水孔19#、20#、21#、22#、23#、24#,可以对前段疏放水效果进行验证,同时对工作面上方含水层水进行疏放,保证开采工作的安全可靠。上述疏放水孔的布置方式及施工步骤,能够最大程度的疏放导水裂缝带高度范围内的顶板水,最大程度的减少顶板水对采掘作业的影响,为鄂尔多斯盆地侏罗系富水软岩矿井的高产高效和安全生产提供重要保障。
上各实施例仅说明发明的技术方案而非对其限制,尽管参照各实施例对本发明进行详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种探疏放水孔系的布置方式,其特征在于:所述探疏放水孔系呈内外双层环形分布,内环上孔与外环上孔沿环形的同一半径方向一一对应布置,所述双层环形探疏放水孔系包括对称轴沿掘进方向的第一扇形孔系、对称轴垂直于非工作面侧的第二扇形孔系、对称轴沿与掘进相反方向的第三扇形孔系及对称轴垂直于回采工作面的第四扇形孔系;所述第一扇形孔系、第二扇形孔系、第三扇形孔系及第四扇形孔系分别包括至少三组探疏放水孔,每组探疏放水孔包括一内层探疏放水孔及一外层探疏放水孔。
2.如权利要求1所述一种探疏放水孔系的布置方式,其特征在于:所述第一扇形孔系、第二扇形孔系、第三扇形孔系及第四扇形孔系分别包括三组探疏放水孔。
3.如权利要求1所述一种探疏放水孔系的布置方式,其特征在于:所述每组探疏放水孔中的内层探疏放水孔轴线与外层探疏放水孔轴线间距离为90~110米。
4.如权利要求1所述一种探疏放水孔系的布置方式,其特征在于:所述内层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为90~100米。
5.如权利要求1所述一种探疏放水孔系的布置方式,其特征在于:所述外层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为120~130米。
6.一种进行如权利要求1-5任一项所述探疏放水孔系布设的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:沿掘进方向布设第一扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔;
S2:沿垂直于非工作面方向布设第二扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔;
S3:沿掘进的相反方向布设第三扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔;
S4:沿垂直于回采工作面方向布设第四扇形孔系,首先用钻机钻至少三个内层探疏放水孔,然后用钻机在同一方向距离所述内层探疏放水孔90~110米处钻对应的外层探疏放水孔。
7.如权利要求6所述一种进行探疏放水孔系布设的方法,其特征在于:步骤S1-S4中所述第一扇形孔系、第二扇形孔系、第三扇形孔系及第四扇形孔系的内外层探疏放水孔的数量为三组。
8.如权利要求6所述一种进行探疏放水孔系布设的方法,其特征在于:步骤S1-S4中所述内层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为90~100米。
9.如权利要求6所述一种进行探疏放水孔系布设的方法,其特征在于:步骤S1-S4中所述外层探疏放水孔的孔径为42~75毫米,孔深为120~130米。
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