技術(shù)特征：

1.礦用高位離層水疏放的直通式導(dǎo)流泄水孔，其特征在于：包括豎直向下鉆設(shè)的變徑直通式導(dǎo)流泄水孔，變徑直通式導(dǎo)流泄水孔包括第一段鉆孔和第二段鉆孔，第一段鉆孔內(nèi)嵌套第一級套管，第一級套管的直徑大于第二段鉆孔的直徑，第一段鉆孔由地表打至第四系底界以下10～20m處，第二段鉆孔接第一段鉆孔下沿打至冒落帶頂界。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高位離層水疏放的直通式導(dǎo)流泄水孔，其特征在于：第一段鉆孔的直徑為273～340mm，第一級套管的直徑為219～245mm，第二段鉆孔的直徑為152～190mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用高位離層水疏放的直通式導(dǎo)流泄水孔的施工方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)工作面周期閉合距、離層發(fā)育層位和離層持續(xù)時間，在工作面回采之前確定變徑直通式導(dǎo)流泄水孔布設(shè)的位置；

步驟二、根據(jù)工作面正常涌水和離層積水均勻下泄的總涌水量，確定第二段鉆孔的孔徑，并根據(jù)地層發(fā)育情況確定第二段鉆孔孔段的長度；

步驟三、根據(jù)第二段鉆孔的孔徑確定第一級套管的直徑和第一段鉆孔的直徑；

步驟四、首先施工第一段鉆孔，將第一段鉆孔鉆至目標(biāo)深度，下入第一級套管，并進行水泥漿隔離封閉；

步驟五、第一段鉆孔合格后，根據(jù)鉆孔設(shè)計施工第二段鉆孔，施工過程中，不斷往下鉆進，穿過洛河組砂巖確保鉆孔達(dá)到冒落帶頂界面，第二段鉆孔全段為裸孔；

步驟六、離層形成期間，導(dǎo)致變徑直通式導(dǎo)流泄水孔發(fā)生變形、破壞或堵塞，變徑直通式導(dǎo)流泄水孔出現(xiàn)孔口吸風(fēng)現(xiàn)象；

步驟七、孔口吸風(fēng)停止時，表明離層空間形成和覆巖調(diào)整穩(wěn)定，此時為變徑直通式導(dǎo)流泄水孔透孔的最佳時間，對變徑直通式導(dǎo)流泄水孔進行透孔；

步驟八、根據(jù)變徑直通式導(dǎo)流泄水孔的吸風(fēng)情況，重復(fù)步驟七，進行周期性透孔；

步驟九、透孔后，變徑直通式導(dǎo)流泄水孔結(jié)構(gòu)完整，泄水通道暢通，離層積水通過變徑直通式導(dǎo)流泄水孔均勻持續(xù)下泄；

步驟十、工作面全部回采完畢后，對變徑直通式導(dǎo)流泄水孔進行封孔，采用水泥漿對洛河組底部50m及其以下孔段進行全部封堵。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用高位離層水疏放的直通式導(dǎo)流泄水孔的施工方法，其特征在于：步驟二中第二段鉆孔的孔徑確定方法如下：

依據(jù)地下水動力學(xué)中非穩(wěn)定流理論可知，在側(cè)向無限延伸的承壓含水層中抽水，如果在整個抽水期間保持井中水頭或降深不變，那么抽水量將隨著抽水時間的延續(xù)而逐漸減少，其抽水量可按下式計算得：

Q₀＝2πTSG(λ)； (1)

$\mathrm{\λ}=\frac{Tt}{{\mathrm{\μ}}_e{r_0}^2};---\left(2\right)$

式中：Q₀工作面頂板離層水以均勻方式下泄時的最大涌水量，m³/h；T為含水層導(dǎo)水系數(shù)，m²/d；t為抽水延續(xù)時間，d；μ_e為儲水系數(shù)；r₀為抽水井半徑，m；S為含水層水位降深，m；λ為沿程阻力系數(shù)；G(λ)為λ的函數(shù)，查表確定；

由此，可確定工作面頂板離層水以均勻方式下泄時的最大涌水量Q₀；

根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程，對于不可壓縮黏性流體的穩(wěn)定運動而言，沿同一流線上的各點或同一基元流束上的各過水?dāng)嗝骈g的關(guān)系，可知：

$H=Z_1+\frac{p_1}{r}+\frac{{u_1}^2}{g}=Z_2+\frac{p_2}{r}+\frac{{u_2}^2}{g}+h_f;---\left(3\right)$

式中：H為總水頭，m；Z₁和Z₂分別為過水?dāng)嗝嫔?-1、2-2上的兩點A、B在基準(zhǔn)線以上的高度，m；和分別為過水?dāng)嗝?-1、2-2上的兩點A、B的測壓高度，m；u₁、u₂分別為研究點A、B的流速，m/s；h_f為水流從研究點A到研究點B的水頭損失，m；

假設(shè)直通式導(dǎo)流泄水孔出水口為基準(zhǔn)線，則式(3)可簡化為：

$H=\frac{{u_2}^2}{g}+h_f;---\left(4\right)$

管道流動中單位重量流體沿程水頭損失為：

$h_f=\frac{{\mathrm{\λLu}}^2}{2gD}---\left(5\right)$

式中：λ為沿程阻力系數(shù)；L為管道長度，m；u為管道流體平均流速，m/s；g為重力加速度，m²/s；D為管道內(nèi)徑，m；

將鉆孔疏放水視作管道流，則u₂＝u，將式(5)帶入式(4)得：

$H=\frac{{u_2}^2}{2g}+\frac{{\mathrm{\λLu}}^2}{2gD};---\left(6\right)$

則：

$u_2=\sqrt{\frac{2gDH}{\mathrm{\λ}L+D}};---\left(7\right)$

故總涌水量為：

$Q=\frac{{\mathrm{\πD}}^2}{4}{u}_2=\frac{{\mathrm{\πD}}^2}{4}\sqrt{\frac{2gDH}{\mathrm{\λ}L+D}};---\left(8\right)$

Q＝Q₀+Q₁ (9)

式中：Q為總涌水量，m³/h；Q₁為工作面正常涌水量，m³/h；

將式(9)計算得到的總涌水量代入式(8)，即可確定直通式導(dǎo)流泄水孔的第二段鉆孔的孔徑D。