1.一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:包括以下步驟:
(1)根據(jù)鉆孔單位涌水量確定煤層頂板富水探查區(qū)域;
(2)根據(jù)煤層開采后導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育最大高度并結(jié)合步驟(1)確定的煤層頂板富水探查區(qū)域確定空間上定向鉆孔的目標(biāo)靶區(qū),在該目標(biāo)靶區(qū)布置煤層頂板水疏放定向鉆孔(1);
(3)應(yīng)用電阻率測定探頭實(shí)施定向鉆孔,在定向鉆孔的過程中,如果電阻率下降,則采取疏放水措施,如果電阻率沒有明顯變化,則繼續(xù)測量;
(4)以步驟(3)中頂板水疏放區(qū)域?yàn)槠鹗键c(diǎn),測量富水區(qū)地下水的流速流向;
(5)根據(jù)步驟(4)測得的富水區(qū)地下水的流速流向調(diào)整定向鉆孔方位繼續(xù)定向鉆進(jìn);
(6)重復(fù)步驟(3)至步驟(5),完成整個(gè)回采區(qū)域頂板水疏放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:在步驟(1)中,當(dāng)鉆孔單位涌水量大于5.0L/(s.m)時(shí),為富水性極強(qiáng)的區(qū)域,當(dāng)鉆孔單位涌水量的范圍在1.0L/(s.m)~5.0L/(s.m)時(shí),為富水性強(qiáng)的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:所述鉆孔單位涌水量以口徑91mm、抽水水位降深10m為準(zhǔn),當(dāng)鉆孔口徑、降深與鉆孔單位涌水量的標(biāo)準(zhǔn)不相符時(shí),采用以下?lián)Q算方法進(jìn)行換算:
先根據(jù)抽水時(shí)涌水量Q和降深S的數(shù)據(jù),用最小二乘法或圖解法確定曲線,根據(jù)Q~S曲線確定降深10m時(shí)抽水孔的涌水量,再將該涌水量換算為孔徑為91mm時(shí)的涌水量,最后,除以10m就是單位涌水量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:將降深10m時(shí)抽水孔的涌水量換算為孔徑為91mm時(shí)的涌水量的換算公式為:
式中Q91,R91,r91是孔徑為91mm的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑;Q孔,R孔,r孔是孔徑為r的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:步驟(3)中所述的定向鉆孔的具體方法為:
(3.1)利用定向鉆進(jìn)技術(shù)用電阻率測定探頭在巷道頂板進(jìn)行向上造斜鉆進(jìn),直至鉆孔達(dá)到頂板水疏放目標(biāo)靶區(qū);
(3.2)調(diào)整鉆孔傾角使其與地層傾角一致,使鉆孔在含水層內(nèi)延伸,順層鉆進(jìn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:在步驟(3)所述的定向鉆孔過程中,開孔一定深度后,進(jìn)行擴(kuò)孔后繼續(xù)鉆進(jìn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:在開孔和擴(kuò)孔鉆進(jìn)中,要求鉆孔軌跡要平直,孔內(nèi)沉渣少,確保套管順利下入孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:疏放水鉆孔全程設(shè)置孔口管,以防止鉆具撤出后,出水位置塌孔,影響頂板水的疏放,并在管口處安裝壓力表,檢測孔口管管口處的出水壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:頂板疏放水量根據(jù)以下公式計(jì)算:
式中Q為預(yù)測的涌水量,其單位為m3/h;K為滲透系數(shù),其單位為m/d;H為水柱高度,其單位為m;M為含水層厚度,其單位為m;h0為含水層底板以上動(dòng)水位高度,其單位為m;R為引用影響半徑,其單位為m;r為引用半徑,其單位為m;F為先期開采地段及井田面積,其單位為m2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定向鉆進(jìn)技術(shù)的頂板水疏放方法,其特征在于:所述步驟(4)中,測量富水區(qū)地下水的流速流向采用視頻管道顯微照相技術(shù),測量精度為0.01μm/s。