申请/专利权人：陕煤集团神木张家峁矿业有限公司;中煤科工西安研究院(集团)有限公司

申请日：2023-10-17

公开（公告）日：2024-01-09

公开（公告）号：CN117365637A

主分类号：E21F16/00

分类号：E21F16/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.01.26#实质审查的生效;2024.01.09#公开

摘要：本发明公开了一种矿井工作面顶板含水层的疏放水方法，定向钻进穿越含水层至井下定向钻场窝，并在井下定向钻场窝安装疏放水控制阀，将地下水有组织排向水仓，再由水仓排至地面。本发明超前性较强，能够缓解采掘关系，保障矿井安全生产。

主权项：1.一种矿井工作面顶板含水层的疏放水方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定并建设井下定向接收钻场：步骤1.1，井下定向接收钻场布置在井下工作面或工作面间的联络巷道；步骤1.2，结合已查明的地质情况，若地层构造为水平构造，井下定向接收钻场建在划分的采区疏排水区域内；若地层构造为倾斜构造，井下定向接收钻场建在采区巷道与地层倾角交汇处；若地层构造为断层，井下定向接收钻场避免建在断层带内；若地层构造为褶皱，井下定向接收钻场建在背斜翼脚或向斜顶部；步骤2，浇筑井下定向接收钻场迎钻面素混凝土：所述步骤1中，当钻场布置在背斜翼脚、向斜顶部或沿地层走向布置在埋深大处时，钻场应力大，且当疏放的水压、水量大时，加强钻场附近巷道的支护强度，在井下定向接收钻场迎钻面浇筑素混凝土顶板，形成井下定向钻场靶向区，两帮浇筑素混凝土，采用坚固的钢立柱配以钢板支护；步骤3，建设井下定向接收钻场排水系统：步骤3.1，井下定向接收钻场排水系统由排水沟自流至井底主水仓，再由井底水仓加压泵排至地面；或由工作面水仓，通过管道排放至井底主水仓，并由井底水仓加压泵排至地面；步骤3.2，当采用排水沟时，清理巷道，按照排水方向及坡度开挖、浇筑排水沟；当采用管道排水时，管道选钢管，固定于巷道帮部，且间隔加装柔性胶管；步骤4，确定地面始发钻场，布置钻孔；其中，定向钻孔轴线轨迹与控制钻孔轴线空间位置的几何参数包括倾角、方位角、孔深、钻孔垂深、水平位移和水平偏差；钻孔轨迹上任一点空间坐标计算式如下： 式中，xi,yi,zi为Ni点空间坐标；li为Ni与Ni-1点空间距离，m；β为钻孔轨迹上Ni与Ni-1点间连线与水平面之间的夹角，α为Ni与Ni-1点连线方位角；步骤5，主钻孔钻进、下套管由地面至地下含水层；步骤6，钻孔进入含水层，开分支孔：主钻孔至含水层后，开分支孔，分支孔为单水平分支孔，或多水平分支孔；通过调整钻头推力、转速使分支孔终孔孔位高于开孔孔位，实现钻孔向上弯曲，使地下水通过分支孔流向主孔；步骤7，退钻，钻头安装球座，钻头后短节安装胶囊；步骤8，钻孔穿过煤层至井下钻场靶向区，穿透井下钻场混凝土壁：钻孔钻进过程中实时调整角度，确保钻孔终孔孔位进入井下定向钻场靶向区，靶向区为井下定向钻场顶板或帮部；步骤9，回拖井下钻孔孔口管，退钻至基岩；步骤10，固结井下孔口管；步骤11，安装止水阀门：将止水阀可靠固定于井下定向钻场，同时安装压力表；步骤12，钻头与孔口管脱钩，退出钻具。

全文数据：

权利要求：

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