CN113062739A - 采空区水害与强矿压灾害协同治理方法 - Google Patents

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CN113062739A CN202110406766.XA CN202110406766A CN113062739A CN 113062739 A CN113062739 A CN 113062739A CN 202110406766 A CN202110406766 A CN 202110406766A CN 113062739 A CN113062739 A CN 113062739A
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Abstract

本发明提供一种采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，包括如下步骤：获取上覆采空区的积水信息，积水信息包括积水位置；获取下伏煤层的影响治理层位；根据积水位置及影响治理层位，获取钻孔布置方式及朝向上覆采空区方向定向弱化岩体所需裂缝规模；根据钻孔布置方式在中间岩层施工钻孔；根据定向弱化岩体所需裂缝规模，获取冲击波参数信息；利用与冲击波参数信息对应的冲击波在钻孔内朝向上覆采空区方向定向弱化岩体；在钻孔内进行分段水力压裂，在中间岩层中形成弱化中间岩层的裂缝以及连通钻孔与上覆采空区的导水通道。本发明将强矿压灾害与采空区积水灾害同时治理，提高了治理效率，有利于下伏煤层的快速开采。

Description

采空区水害与强矿压灾害协同治理方法
技术领域
本发明涉及煤矿施工技术领域，具体涉及一种采空区水害与强矿压灾害协同治理方法。
背景技术
在近距离煤层下层开采过程中，受上覆遗留煤柱影响，易出现大规模片帮底鼓、支架压死等强矿压灾害，且上覆采空区积水易形成水害，严重威胁矿井安全生产。现有技术中，针对遗留煤柱强矿压灾害影响，通常采取爆破方法将上覆遗留煤柱爆破，或是采取常规压裂方法，钻孔后在钻孔末端压裂岩体；针对采空区积水问题，常采用定向钻孔疏排水的方法，钻孔至采空区对积水进行排放。采空区水害与强矿压灾害分开治理，治理周期长，不利于下伏煤层的快速开采。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，根据上覆采空区的积水位置及下伏煤层的影响治理层位，确定钻孔布置方式，在钻孔内朝向上覆采空区方向定向弱化岩体，再进行分段水力压裂，形成弱化中间岩层的裂缝的同时，形成连通钻孔与上覆采空区的导水通道进行排水，从而克服现有技术的缺陷。
本发明提供的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法包括如下步骤：
获取上覆采空区的积水信息，所述积水信息包括积水位置；
获取下伏煤层的影响治理层位；
根据所述积水位置及所述影响治理层位，获取钻孔布置方式及朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体所需裂缝规模；
根据所述钻孔布置方式在中间岩层施工钻孔；
根据所述定向弱化岩体所需裂缝规模，获取冲击波参数信息；
利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔内朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体；
在所述钻孔内进行分段水力压裂，在所述中间岩层中形成弱化所述中间岩层的裂缝以及连通所述钻孔与所述上覆采空区的导水通道。
可选地，所述获取下伏煤层的影响治理层位步骤中，具体包括如下步骤：
获取充满所述下伏煤层的采空区所需的岩层垮落高度；
获取所述岩层垮落高度对应的地层岩性；
所述钻孔布置方式包括垂向布置位置，所述岩层垮落高度和所述岩层垮落高度对应的地层岩性用于确定所述钻孔的垂向布置位置。
可选地，所述钻孔布置方式还包括水平布置位置；所述钻孔的水平布置位置位于相邻所述积水位置之间的上覆遗留煤柱的水平投影内。
可选地，所述获取充满所述下伏煤层的采空区所需的岩层垮落高度步骤中，根据以下公式计算所述岩层垮落高度h：
h＝M/(Kp-1)；
式中：M—下伏煤层的开采高度；
Kp—岩石破碎后的碎胀系数。
可选地，所述定向弱化岩体所需裂缝规模包括裂缝方向和裂缝长度；所述冲击波参数信息包括冲击波方向及冲击波能量，所述冲击波方向根据所述裂缝方向确定，所述冲击波能量根据所述裂缝长度确定。
可选地，所述利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔内朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体步骤中，具体包括如下步骤：
将冲击波发射器设置于所述钻孔内；
将冲击波阻隔器设置于所述冲击波发射器周向，根据所述冲击波参数信息设置所述冲击波阻隔器的开口的大小和位置。
可选地，所述利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔内朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体步骤中，具体包括如下步骤：
将多个所述冲击波发射器间隔设置于所述钻孔内；
每一所述冲击波发射器的周向均设置有所述冲击波阻隔器。
可选地，所述积水信息还包括积水总量，所述方法还包括如下步骤：
根据所述积水总量获取所述上覆采空区内积水的疏水周期；
在疏水时间超过所述疏水周期后，开采所述下伏煤层。
可选地，所述根据所述积水总量获取所述上覆采空区内积水的疏水周期步骤中，具体包括如下步骤：
获取所述钻孔的单位时间内的放水量；
根据所述积水总量与所述钻孔的单位时间内的放水量，获取所述疏水周期T：
T＝Q总/(nQ)；
式中：Q—钻孔单位时间内的放水量；
n—钻孔的数量；
Q总—积水总量。
可选地，所述获取所述钻孔的单位时间内的放水量步骤中，根据以下公式计算所述钻孔的单位时间内的放水量Q：
Figure BDA0003022593900000031
式中：D—钻孔直径；
L—钻孔长度；
λ—沿程阻力系数；
g—重力加速度；
H—上覆采空区积水水位与钻孔之间的高度差。
本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
根据上覆采空区的积水位置及下伏煤层的影响治理层位，确定钻孔布置方式，在钻孔内朝向上覆采空区方向定向弱化岩体，再进行分段水力压裂，形成弱化中间岩层的裂缝以降低岩体强矿压的同时，形成连通钻孔与上覆采空区的导水通道进行排水，强矿压灾害与采空区积水灾害同时治理，提高了治理效率，有利于下伏煤层的快速开采。
附图说明
图1为本发明一个实施例所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法流程图；
图2为本发明一个实施例所述的岩层分布剖视图；
图3为图2所示岩层分布剖视图中上覆煤层与下伏煤层的俯视图；
图4为图3所示上覆煤层与下伏煤层俯视图中上覆采空区充填积水的示意图；
图5为图3所示上覆煤层与下伏煤层俯视图中钻孔的布置位置示意图；
图6为图2所示岩层分布剖视图的钻孔图；
图7为图6所示钻孔中分段水力压裂效果图；
图8为图7所示分段水力压裂效果图的侧视图；
图9为本发明另一个实施例所述的岩层分布剖视图；
图10为图9所示岩层分布剖视图中定向弱化岩体范围示意图；
图11为本发明一个实施例所述冲击波定向发射原理示意图。
附图标记：
1：上覆采空区；2：上覆遗留煤柱；3：采空区积水；4：下伏煤层；5：中间岩层；6：钻孔；7：定向弱化岩体范围；8：分段水力压裂段；9：裂缝网；10：导水通道；11：冲击波发射器；12：冲击波阻隔器；13：开口；14：下伏煤层工作面；15：运输顺槽；16：回风顺槽。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明以下实施例中提供的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法主要针对采空区水害较为严重时的应用场景。即在采空区积水总量超过了能够引发水害的临界阈值的前提下，采取本发明中采空区水害与强矿压灾害协同治理方法。因为在积水总量低于能够引发水害的临界阈值时，可以单纯采取措施治理强矿压即可。
图1为本发明一个实施例所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法流程图。本实施例提供一种采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，如图1所示，包括如下步骤：
S101：获取上覆采空区1的积水信息，所述积水信息包括积水位置。
所述积水信息可以指示所述上覆采空区1的积水分布位置，也即明确了上覆遗留煤柱2的位置。根据所述积水信息，可以确定所需布置钻孔6所在的水平位置，明确所述钻孔6与所述上覆采空区1的相对位置关系。
图2为本发明一个实施例所述的岩层分布剖视图，位于图中上部断开的煤层为所述上覆遗留煤柱2，位于图中下部的连续煤层为待开采的所述下伏煤层4，两套煤层之间为中间岩层5，图3为图2所示岩层分布剖视图中上覆煤层与下伏煤层的俯视图，图4为图3所示上覆煤层与下伏煤层俯视图中上覆采空区充填积水的示意图，图5为图3所示上覆煤层与下伏煤层俯视图中钻孔的布置位置示意图，图3-图5中，沿上下方向延伸的为上覆煤层工作面，沿左右方向延伸的为下伏煤层工作面14，所述下伏煤层工作面14中设置有运输顺槽15和回风顺槽16，在本实施例中，如图2-图4所示，上覆遗留煤柱2沿水平方向间隔设置，每相邻两个所述上覆遗留煤柱2之间为所述上覆采空区1，所述上覆采空区1内充填采空区积水3。实际应用中，可以根据采掘工程布置图、探水孔、物探资料及地质资料获取所述积水信息。
S102：获取下伏煤层4的影响治理层位。
为了解除所述上覆遗留煤柱2与所述中间岩层5对所述下伏煤层4的强矿压影响，需要对所述中间岩层5进行压裂释放应力，压裂产生的能够释放足够应力的裂缝从所述下伏煤层4的顶板向上延伸的最小距离所在位置即所述下伏煤层4的影响治理层位，也即所述钻孔6所在的垂向位置，所述影响治理层位的获取，可以根据经验公式求取，也可以根据邻近采煤工作面的经验数据作为参考。
S103：根据所述积水位置及所述影响治理层位，获取钻孔布置方式及朝向所述上覆采空区1方向定向弱化岩体所需裂缝规模。
如上述所述，根据所述上覆采空区1的积水位置，确定了所述钻孔6在水平方向上的布置位置，根据所述下伏煤层4的影响治理层位，确定了所述钻孔6在垂向上的布置位置，也即确定了所述钻孔6在空间中的布置方式，所述钻孔6在所述中间岩层5内可以布置于所述上覆遗留煤柱2的下方，也可以布置于所述上覆采空区1的下方。
确定了所述钻孔6在空间中的布置方式后，根据所述钻孔6与所述上覆采空区1之间的相对位置关系，确定导通所述钻孔6与所述上覆采空区1内充填的所述采空区积水3所需的裂缝规模，包括裂缝方向和裂缝长度等。
S104：根据所述钻孔布置方式在中间岩层施工钻孔。
S105：根据所述定向弱化岩体所需裂缝规模，获取冲击波参数信息。
所述裂缝规模满足能够从所述钻孔6处导通所述上覆采空区1内充填的所述采空区积水3，依据裂缝方向和裂缝长度等信息，反推出冲击波参数信息，获取所述冲击波参数信息的过程根据现有技术中的算法即可实现。
S106：利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔6内朝向所述上覆采空区1方向定向弱化岩体。
所述冲击波参数信息可以包括冲击波的方向及能量大小等，在所述钻孔6内的设定位置进行特定方向的冲击波冲击，使得所述钻孔6与所述上覆采空区1连线范围内产生足够大的裂缝。图6为图2所示岩层分布剖视图的钻孔图，由图6可见，所述钻孔6在垂向上位于上下两套煤层的中间偏上位置，横向上位于所述上覆遗留煤柱2的下方，定向弱化岩体范围7如图6所示，即所述钻孔6与所述上覆采空区1在图6中左右边界线的连线之间的范围。
S107：在所述钻孔6内进行分段水力压裂，在所述中间岩层5中形成弱化所述中间岩层5的裂缝以及连通所述钻孔6与所述上覆采空区1的导水通道10。
图7为图6所示钻孔中分段水力压裂效果图，图8为图7所示分段水力压裂效果图的侧视图，如图7、图8所示，在每一所述钻孔6内设置多个分段水力压裂段8，在每一所述分段水力压裂段8内进行水力压裂，水力压裂过程中，以所述钻孔6所在位置为中心，向四面八方进行压裂，在所述中间岩层5中形成弱化所述中间岩层5的向四面八方延伸的裂缝网9，所述裂缝网9使得所述中间岩层5的岩体破碎，释放应力，消除了所述中间岩层5对所述下伏煤层4的强矿压影响，同时，高能水流在预先处理的所述定向弱化岩体范围7内能够产生更强的压裂效果，形成连通所述钻孔6与所述上覆采空区1的导水通道10，所述上覆采空区1内的所述采空区积水3可以通过所述导水通道10经所述钻孔6排出。所述分段水力压裂技术为成熟的现有技术，其具体工作原理在此不再赘述。
采用本发明采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，根据所述上覆采空区1的积水位置及所述下伏煤层4的影响治理层位，确定所述钻孔6的布置方式，在所述钻孔6内朝向所述上覆采空区1方向定向弱化岩体，再进行分段水力压裂，形成弱化中间岩层的裂缝以降低岩体强矿压的同时，形成连通所述钻孔6与所述上覆采空区1的导水通道10进行排水，强矿压灾害与采空区积水灾害同时治理，提高了治理效率，有利于下伏煤层的快速开采。
以上方案中，步骤S102中，具体包括如下步骤：
S201：获取充满所述下伏煤层4的采空区所需的岩层垮落高度；
所述下伏煤层4在开采过程中，也会产生采空区，所述上覆遗留煤柱2与上下两套煤层之间的所述中间岩层5均会对下伏煤层4及下伏煤层4开采中产生的采空区产生强应力，且所述上覆遗留煤柱2与所述中间岩层5均为成层分布的连续岩体，对所述下伏煤层4及其采空区造成的应力集中，易导致强矿压灾害，因此，需对所述中间岩层5进行压裂使其产生裂缝，产生裂缝的岩层在采动效应下垮落，应力重新分布，不会产生集中应力，也即不会产生强矿压灾害，产生裂缝的岩层变为破碎岩块垮落后，破碎岩块之间相互支撑且留有间隙，使得岩体在破碎后所占用空间变大，破碎的岩块充满所述下伏煤层4的采空区，同时对上覆岩层形成有效支撑，减弱或消除上覆动载荷效应，为了同时满足充满所述下伏煤层4的采空区并对上覆岩层形成有效支撑，需要计算所述下伏煤层4的顶板向上产生裂缝并垮落的最小岩层高度，也即充满所述下伏煤层4的采空区所需的岩层垮落高度；
S202：获取所述岩层垮落高度对应的地层岩性。
S203：所述钻孔布置方式包括垂向布置位置，所述岩层垮落高度和所述岩层垮落高度对应的地层岩性用于确定所述钻孔6的垂向布置位置。
得到所述岩层垮落高度后，确认所述岩层垮落高度对应的地层的岩性，砂岩层具有比较高的硬度，且结构稳定，所述钻孔6布置于砂岩层中，有利于所述钻孔6的稳定，泥岩层质地较软，结构不稳定，不适于在泥岩层中钻孔，因此，若所述岩层垮落高度对应的地层为砂岩层，则所述岩层垮落高度所对应的地层即为所述下伏煤层4的影响治理层位，也即所述钻孔6在垂向上的布置高度，若计算出的所述岩层垮落高度对应的地层为泥岩层，则适当调整计算结果，使所述岩层垮落高度落于泥岩层附近的砂岩层中，相应地，将所述钻孔6布置于调整后的所述岩层垮落高度所对应的地层中。
以上方案中，所述钻孔布置方式还包括水平布置位置；所述钻孔6的水平布置位置位于相邻所述积水位置之间的上覆遗留煤柱2的水平投影内。
所述钻孔6布置于所述中间岩层5内，可以布置于所述上覆遗留煤柱2下方，也可以布置于所述上覆采空区1下方，为了在分段水力压裂时更充分地压裂所述中间岩层5以释放强应力，如图6所示，优选将所述钻孔6布置于应力更加集中的所述上覆遗留煤柱2下方，如图5所示，所述钻孔6布置有三条，分别对应三列所述上覆遗留煤柱2，并沿图5中上下方向延伸。
以上方案中，步骤S201中，根据以下公式计算所述岩层垮落高度h：
h＝M/(Kp-1)；
其中，h—岩层垮落高度；
M—下伏煤层的开采高度；
Kp—岩石破碎后的碎胀系数；
利用采空区充填理论，结合岩石破断碎胀原理，得到充满所述下伏煤层4的采空区所需的岩层垮落高度h，由上述公式可知，所述下伏煤层4的开采高度越大，岩石破碎后的碎胀系数越大，则所述岩层垮落高度h越大。
图9为本发明另一个实施例所述的岩层分布剖视图，如图9所示，对应各个岩层的左侧，有对岩性及岩层厚度的描述，在本实施例中，所述下伏煤层4的开采高度为2m，岩石破碎后的碎胀系数取值1.2，根据上述公式，得到所述岩层垮落高度h为10m，从所述下伏煤层4的顶板向上延伸10m，由图9中左侧的岩层对应厚度可以看到，对应的地层为细粒砂岩，砂岩结构稳定，可以布置钻孔，因此，本实施例中的所述岩层垮落高度h为10m，对应的所述影响治理层位即为所述下伏煤层4顶板向上延伸10m处的细粒砂岩层，所述钻孔6横向上位于所述上覆遗留煤柱2的中心位置，纵向上位于所述下伏煤层4顶板向上10m处。
以上方案中，所述定向弱化岩体所需裂缝规模包括裂缝方向和裂缝长度；所述冲击波参数信息包括冲击波方向及冲击波能量，所述冲击波方向根据所述裂缝方向确定，所述冲击波能量根据所述裂缝长度确定。
所述冲击波方向控制所述定向弱化岩体范围7，所述冲击波能量控制是否在所述定向弱化岩体范围7内能够产生连通所述钻孔6与所述上覆采空区1的采空区积水3的裂缝，为后续分段水力压裂后能否产生所述导水通道10提供裂缝基础。
图10为图9所示岩层分布剖视图中定向弱化岩体范围示意图。所述定向弱化岩体范围7为扇形区域，如图10所示，落在所述中间岩层5范围内形成三角区域，所述钻孔6与所述所上覆采空区1的左右两侧边界的连线组成该三角区域的两条边，较长边为a，较短边为b，所述定向弱化岩体范围7的扇形半径R＞a，其中较长边a与水平线的夹角为β，较短边b与水平线的夹角为α，冲击波方向与水平线夹角为γ，则α＞γ＞β。实际应用中，所述冲击波方向根据所述裂缝方向进行调整，所述冲击波能量根据所述裂缝长度进行调整。
以上方案中，步骤S106中，具体包括如下步骤：
S301：将冲击波发射器11设置于所述钻孔6内；
S302：将冲击波阻隔器12设置于所述冲击波发射器11周向，根据所述冲击波参数信息设置所述冲击波阻隔器12的开口13的大小和位置。
图11为本发明一个实施例所述冲击波定向发射原理示意图。如图11所示，所述冲击波发射器11设置于所述钻孔6的中心位置，所述冲击波阻隔器12围绕于所述冲击波发射器11的周围，所述冲击波阻隔器12的开口13设置于图11中上方偏左位置，所述冲击波发射器11发射出的冲击波被其周向的所述冲击波阻隔器12阻挡，不能发射出所述钻孔6，只有所述开口13处能够发射出冲击波，因所述开口13根据所述冲击波参数信息设置，也即所述开口13延伸所指的方向即为所述上覆采空区1，因此，由所述开口13发射出的冲击波能够正确指向所述上覆采空区1，也即能够产生所需的定向弱化岩体范围7。
以上方案中，可以将多个所述冲击波发射器11间隔设置于所述钻孔6内；每一所述冲击波发射器11的周向均设置有所述冲击波阻隔器12。此种设置，可以在所述钻孔6内的多处发射冲击波，形成多个所述定向弱化岩体范围7，有利于与所述上覆采空区1的多处沟通。
以上方案中，所述积水信息还包括积水总量，还包括如下步骤：
S108：根据所述积水总量获取所述上覆采空区1内积水的疏水周期。
根据所述积水总量计算将所述上覆采空区1内的所述采空区积水3全部排空所需的时间，也即所述疏水周期。实际应用中，可以根据采掘工程布置图、探水孔、物探资料及地质资料获取所述积水信息。在本实施例中，所述上覆采空区1的积水总量约为1万立方米，积水位置高度为20m。
S109：在疏水时间超过所述疏水周期后，开采所述下伏煤层4。
当疏水时间超过所述疏水周期后，也即表明所述上覆采空区1内的所述采空区积水3已经全部排空，此时已经不存在采空区水害，且在疏水之前已经进行了分段水力压裂，所述中间岩层5的应力已经释放，不存在应力集中的强矿压灾害，因此，此时可以对所述下伏煤层4进行安全开采。所述疏水周期可以通过公式进行计算，也可以依据具有相同积水总量的采煤工作面的经验数据作为参考。
以上方案中，步骤S108中，具体包括如下步骤：
S401：获取所述钻孔的单位时间内的放水量Q；
S402：根据所述积水总量与所述钻孔的单位时间内的放水量Q，获取所述疏水周期T：
T＝Q总/(nQ)；
式中：T—疏水周期；
Q—钻孔单位时间内的放水量；
n—钻孔的数量；
Q总—积水总量。
多个所述钻孔6同时排水，根据每一所述钻孔6的单位时间内的放水量，结合根据采掘工程布置图、探水孔、物探资料及地质资料等获取的所述上覆采空区1内的积水总量，得到所述采空区积水3排空所需的疏水周期T。
以上方案中，步骤S401中，根据以下公式计算所述钻孔6的单位时间内的放水量Q：
Figure BDA0003022593900000111
式中：Q—单位时间内的放水量；
D—钻孔直径；
L—钻孔长度；
λ—沿程阻力系数；
g—重力加速度；
H—上覆采空区积水水位与钻孔之间的高度差。
由该公式可知，所述钻孔6的单位时间内的放水量Q与多种因素相关，其中，沿程阻力系数λ越小，上覆采空区积水水位与钻孔之间的高度差H越大，则所述钻孔6的单位时间内的放水量Q越大，也即对应的所述疏水周期T越短。
采用本发明采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，根据所述上覆采空区1的积水位置及所述下伏煤层4的影响治理层位，确定钻孔布置方式，在所述钻孔6内朝向所述上覆采空区1方向定向弱化岩体，再进行分段水力压裂，形成弱化中间岩层5的裂缝以降低岩体强矿压的同时，形成连通所述钻孔6与所述上覆采空区1的导水通道10进行排水，强矿压灾害与采空区积水灾害同时治理，提高了治理效率，有利于所述下伏煤层4的快速开采。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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 (10)

1.一种采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取上覆采空区的积水信息，所述积水信息包括积水位置；
获取下伏煤层的影响治理层位；
根据所述积水位置及所述影响治理层位，获取钻孔布置方式及朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体所需裂缝规模；
根据所述钻孔布置方式在中间岩层施工钻孔；
根据所述定向弱化岩体所需裂缝规模，获取冲击波参数信息；
利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔内朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体；
在所述钻孔内进行分段水力压裂，在所述中间岩层中形成弱化所述中间岩层的裂缝以及连通所述钻孔与所述上覆采空区的导水通道。
2.根据权利要求1所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述获取下伏煤层的影响治理层位步骤中，具体包括如下步骤：
获取充满所述下伏煤层的采空区所需的岩层垮落高度；
获取所述岩层垮落高度对应的地层岩性；
所述钻孔布置方式包括垂向布置位置，所述岩层垮落高度和所述岩层垮落高度对应的地层岩性用于确定所述钻孔的垂向布置位置。
3.根据权利要求2所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于：
所述钻孔布置方式还包括水平布置位置；
所述钻孔的水平布置位置位于相邻所述积水位置之间的上覆遗留煤柱的水平投影内。
4.根据权利要求2或3所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述获取充满所述下伏煤层的采空区所需的岩层垮落高度步骤中，根据以下公式计算所述岩层垮落高度h：
h＝M/(Kp-1)；
式中：M—下伏煤层的开采高度；
Kp—岩石破碎后的碎胀系数。
5.根据权利要求1-3任一项所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于：
所述定向弱化岩体所需裂缝规模包括裂缝方向和裂缝长度；
所述冲击波参数信息包括冲击波方向及冲击波能量，所述冲击波方向根据所述裂缝方向确定，所述冲击波能量根据所述裂缝长度确定。
6.根据权利要求5所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔内朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体步骤中，具体包括如下步骤：
将冲击波发射器设置于所述钻孔内；
将冲击波阻隔器设置于所述冲击波发射器周向，根据所述冲击波参数信息设置所述冲击波阻隔器的开口的大小和位置。
7.根据权利要求6所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述利用与所述冲击波参数信息对应的冲击波在所述钻孔内朝向所述上覆采空区方向定向弱化岩体步骤中，具体包括如下步骤：
将多个所述冲击波发射器间隔设置于所述钻孔内；
每一所述冲击波发射器的周向均设置有所述冲击波阻隔器。
8.根据权利要求1所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述积水信息还包括积水总量，所述方法还包括如下步骤：
根据所述积水总量获取所述上覆采空区内积水的疏水周期；
在疏水时间超过所述疏水周期后，开采所述下伏煤层。
9.根据权利要求8所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述根据所述积水总量获取所述上覆采空区内积水的疏水周期步骤中，具体包括如下步骤：
获取所述钻孔的单位时间内的放水量；
根据所述积水总量与所述钻孔的单位时间内的放水量，获取所述疏水周期T：
T＝Q总/(nQ)；
式中：Q—钻孔单位时间内的放水量；
n—钻孔的数量；
Q总—积水总量。
10.根据权利要求9所述的采空区水害与强矿压灾害协同治理方法，其特征在于，所述获取所述钻孔的单位时间内的放水量步骤中，根据以下公式计算所述钻孔的单位时间内的放水量Q：
Figure FDA0003022593890000031
式中：D—钻孔直径；
L—钻孔长度；
λ—沿程阻力系数；
g—重力加速度；
H—上覆采空区积水水位与钻孔之间的高度差。
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