一种顺沟保水采煤方法

本发明涉及煤矿开采，具体涉及一种顺沟保水采煤方法。

背景技术：

1、过沟(有水流)采煤的难题，一是要防止发生突水灾害，二是要保护地表水资源和生态环境。尤其是顺沟开采，整个工作面开采过程中都面临这两个难题，可能造成严重的井下安全事故以及地表河流断流，诱发生态环境问题，防治难度比斜穿或垂直过沟难度更大。如何在安全采煤的前提下保护地表水体，实现安全采煤与水体保护并重是目前厄需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种顺沟保水采煤方法，既能保证工作面安全回采，同时可以保护地表水体。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种顺沟保水采煤方法，包括如下步骤：

4、s1、收集资料，查明200工作面的覆岩结构特征以及水文地质特征；

5、s2、探测200工作面电性参数及其变化的规律性，并提供相对定性的解释结果，进而对采动条件下工作面覆岩构造、富水性分布规律进行研究，并对异常区的范围、异常强度、数据质量、可靠性进行评估，根据评估结果对异常区进行补勘以校验其富水性；

6、s3、基于flac3d数值方法研究了200工作面开采过程中覆岩的导水裂隙带发育规律，类比104，105工作面导水裂缝带高度实测数据，确定了200工作面的裂采比为28，并根据覆岩岩性计算了防隔水煤柱厚度，认为200工作面从停采线往北500m范围内不满足防水安全煤柱留设高度，需要进行限厚开采，采高不超过2.5m；

7、s4、基于顺沟开采工作面对地表水系长距离、强扰动特征，构建薄弱带地表水引流保水技术，实现保水开采；具体的：通过重力挡水坝，在地表采空塌陷区沿河道走向铺设排水管，通过拦水坝将沉陷区大气降水收集至汇流池内，再将汇流池内积水通过排水管路排到指定的安全区域，可以有效的防止河流季节性流水和大气降水通过地表裂隙渗入到井下引发水灾事故。该技术能有效杜绝200工作面地表大气降水渗入回采区域，防止大气降水和河流水量进入井下，确保井下工作面安全回采，以满足水体下采煤安全和地表水资源保护等重要的现实要求；其次，对保证矿井正常采掘接续、提高矿井回采率，完善矿井生产系统，提高生产效益，满足水体下采煤安全和地表水资源保护等方面均具有重要意义。

8、s5、在确定了顺沟工作面后，构建采动条件下地表水与地下水监测技术，具体的，根据现场实际情况，在河流上、下游50m的位置处进行人工河流流量监测，实时监测河流上、下游流量和渗漏情况，对比实时监测到的河流流量数据信息，第一时间发现地面河流流量异常情况，确保井下安全生产，同时在200工作面的在顶板含水层布置cg1、cg2两个水文长观孔，并建立水文在线监测系统，实现对地下水水位的监测；

9、s6、构建顺沟工作面开采覆岩移动变形全周期动态监测系统。

10、进一步地，所述的步骤s1中，通过地面物探、井下物探、水文地质补勘、钻探验证等手段200工作面的覆岩结构特征以及水文地质特征。

11、进一步地，所述的步骤s2中，采用无线电波坑道透视探测覆岩构造，采用地面高密度电法探测200工作面覆岩构造分布规律，采用井下音频电透视探测方法探测200工作面富水性分布规律，然后运用计算机软件的运算处理和人工解释方法提供相对定性的解释结果。

12、进一步地，所述的步骤s4中，采取铺设管道引流地表水的方法，在200工作面上游2.3km处布置浆砌石重力坝，沟道水在坝前经沉沙池沉淀后，通过2条泄水管将河水输送至200工作面下游50m外，然后护坦消能后退入河道，排水管道采用钢支架进行支撑，支架基础为钢筋砼基础，并采取管道外部包裹岩棉保温措施。

13、进一步地，所述的步骤s6中，采用概率积分法对条带开采区域进行地表移动和变形预计，通过insar卫星遥感监测，将对地理编码后的双龙煤矿及周边范围insar结果进行分析，并将其导入arcgis软件中结合其它空间信息进行对比分析矿区地面沉降情况，实现对矿区地面沉降的定性和定量估计；利用正射影像对项目区内地表变形、塌陷情况进行监测，并利用无人机航摄，快速获取影像数据，通过多时态的影像数据反映研究区地表地物的变化特征，实现采前、采中和采后的全周期动态监测。

14、本发明的顺沟开采方法可以达到既保证工作面安全回采，同时保护地表水体的目标，不仅可以解放大量水体压覆的煤炭资源，对煤矿安全开采具有直接价值，而且也有望获取巨大的经济效益、社会效益和生态效益，为黄土高原众多沟流下煤层的安全、绿色开采提供了示范和技术支撑。

技术特征：

1.一种顺沟保水采煤方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种顺沟保水采煤方法，其特征在于，所述的步骤s1中，通过地面物探、井下物探、水文地质补勘、钻探验证等手段200工作面的覆岩结构特征以及水文地质特征。

3.如权利要求1所述的一种顺沟保水采煤方法，其特征在于，所述的步骤s2中，采用无线电波坑道透视探测覆岩构造，采用地面高密度电法探测200工作面覆岩构造分布规律，采用井下音频电透视探测方法探测200工作面富水性分布规律，然后运用计算机软件的运算处理和人工解释方法提供相对定性的解释结果。

4.如权利要求1所述的一种顺沟保水采煤方法，其特征在于，所述的步骤s4中，采取铺设管道引流地表水的方法，在200工作面上游2.3km处布置浆砌石重力坝，沟道水在坝前经沉沙池沉淀后，通过2条泄水管将河水输送至200工作面下游50m外，然后护坦消能后退入河道，排水管道采用钢支架进行支撑，支架基础为钢筋砼基础，并采取管道外部包裹岩棉保温措施。

5.如权利要求1所述的一种顺沟保水采煤方法，其特征在于，所述的步骤s6中，采用概率积分法对条带开采区域进行地表移动和变形预计，通过insar卫星遥感监测，将对地理编码后的双龙煤矿及周边范围insar结果进行分析，并将其导入arcgis软件中结合其它空间信息进行对比分析矿区地面沉降情况，实现对矿区地面沉降的定性和定量估计；利用正射影像对项目区内地表变形、塌陷情况进行监测，并利用无人机航摄，快速获取影像数据，通过多时态的影像数据反映研究区地表地物的变化特征，实现采前、采中和采后的全周期动态监测。

技术总结本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种顺沟保水采煤方法，在全面收集、系统分析现场勘查、专题研究等资料的基础上，通过地面物探、水文地质补勘等工作查明了200工作面的覆岩结构特征以及水文地质特征；通过无线电波坑道透视等技术获取了采动条件下工作面覆岩构造、富水性分布规律；通过回采过程中针对地表水和主要充水含水层实施实时监测，并对王村沟实施防渗漏引流工程，确保地表水不断流；通过构建顺沟工作面开采覆岩移动变形全周期动态监测系统，实现采前、采中和采后的全周期动态监测。本发明可以达到既保证工作面安全回采，同时保护地表水体的目标。技术研发人员：孙学阳,罗棋耀,刘宽,韩德昊,曹鸿毅,郝业,王鲜,仲照海,张新苗受保护的技术使用者：西安科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18