在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺，包括如下步骤：S001：对开采区域进行勘察，确定基岩层和第四系含水层处于表土层下方的位置和水分布数据，基岩层位于第四系含水层的下方；S002：在开采区域内，从表土层施工至少一条位于第四系含水层下方的钻孔；S003：向钻孔内注入注浆液；S004：在注浆液凝固后，形成一层隔离层，且隔离层形成在基岩层与第四系含水层之间，或隔离层形成在基岩层内。本发明提供的施工工艺，实现了对地表水和第四系松散层中的孔隙水保护与对裂隙水有效开发利用的双重目标，保证了较高的煤炭采出率和开采效率，减少地下水的流失及对地表生态环境的扰动。
【专利说明】
在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺
技术领域
[0001]本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺。
【背景技术】
[0002]我国是世界上严重缺水的国家之一，仅为世界人均水平的1/4，而西部晋陕蒙宁甘也仅占全国的6.8%。我国目前的煤炭开采方法造成了大量矿井水外排，仅国有重点煤矿每年排放的矿井水就高达22亿吨，平均每开采一吨煤约排放2吨矿井水。我国西部地区赋存着丰富的煤炭资源，也属于生态脆弱区和严重缺水区。目前煤炭开采产生的矿井水主要用于井下除尘、地面工业和生活及生态保护等方面，由于这些用水量有限且存在较强的季节性和周期性，剩余的大量矿井水外排造成水资源极大浪费。煤炭资源规模化开发使矿区及周边区域用水供需矛盾进一步恶化，严重制约着矿区煤炭资源与生态环境的协调开发和可持续发展。
[0003]研究表明，我国主要含煤岩系的上覆岩层中的地下水可以划分为近地表土壤层中的土壤水、第四系松散层(第四系含水层)中的孔隙水和基岩层中的裂隙水。其中，孔隙水是人类可利用的地下水资源，而基岩层中的裂隙水贮存并运移于裂隙中，主要受裂隙密集度、张开度和连通性控制，如果基岩层中没有导水裂隙，采用常规方法开发利用基岩中的裂隙水极其困难。
[0004]现有技术中，一般通过保持地下含水层的原状或在含水层破坏后，将矿井水转移储存，来实现对地下水的保护，其对煤炭安全高效开采和矿区水资源保护具有一定的局限性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够有效隔离第四系含水层与基岩层，对地下水能够进行有效保护利用的施工工艺。
[0006]本发明技术方案提供一种在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤:SOOl:对开采区域进行勘察，确定基岩层和含有孔隙水的第四系含水层处于表土层下方的位置和水分布数据，其中，所述基岩层位于所述第四系含水层的下方;S002:在所述开采区域内，从所述表土层施工至少一条位于第四系含水层下方的钻孔；S003:向所述钻孔内注入注浆液;S004:在所述注浆液凝固后，形成一层隔离层，且所述隔离层形成在所述基岩层与所述第四系含水层之间，或所述隔离层形成在所述基岩层内。
[0007]进一步地，在所述步骤S002中还包括如下步骤S0021:将所述基岩层的部分区域或全部区域压裂造缝，并在所述基岩层中形成有与所述钻孔连通的压裂裂隙；在所述步骤S004中还包括如下步骤S0041:所述注浆液流入所述压裂裂隙中，并在所述压裂裂隙中凝固形成所述隔离层。
[0008]进一步地，在采煤工作面回采时，由于冒落带塌落，而在所述基岩层中的全部区域或部分区域内形成有基岩裂隙，从而形成导水裂隙发育带;所述隔离层形成在所述导水裂隙发育带与所述第四系含水层之间，或所述隔离层形成在所述导水裂隙发育带内。
[0009]进一步地，在所述采煤工作面回采完成、周期来压结束、煤层顶板完全垮落及导水裂隙发育带形成时，开始执行步骤S003。
[0010]进一步地，调整所述采煤工作面的回采速度，以控制或减缓所述基岩裂隙向所述第四系含水层发育的趋势。
[0011]进一步地，部分或全部的所述导水裂隙发育带的顶部与部分或全部的压裂裂隙连通。进一步地，所述钻孔的钻进方向与采煤工作面的推进方向相反。
[0012]进一步地，在向所述钻孔内注入所述注浆液时，同时向所述注浆液施加压力。
[0013]进一步地，所述注浆液在所述压裂裂隙内的水平方向流动速度大于其垂直方向流动速度。
[0014]进一步地，在采煤工作面的长度方向上，布置有相互间隔地多条所述钻孔。
[0015]进一步地，在采煤工作面的宽度方向上，布置有相互间隔地多条所述钻孔。
[0016]进一步地，所述钻孔包括依次形成的垂直段钻孔、弯曲段钻孔和水平段钻孔;所述垂直段钻孔从表土层向下延伸至所述第四系含水层的下方，所述水平段钻孔在所述第四系含水层的下方水平延伸，所述弯曲段钻孔连接在所述垂直段钻孔与所述水平段钻孔之间。
[0017]进一步地，假设，在所述采煤工作面的长度方向上，每条所述钻孔的长度方向压裂控制距离为U，所述弯曲段钻孔的曲率半径为Lr;则在所述采煤工作面的长度方向上，相邻的两条所述钻孔在所述表土层上的起始位置之间的距离为U-Lr。
[0018]进一步地，采煤工作面在宽度方向上，其每侧都具有安全控制距离K;假设，在所述采煤工作面的宽度方向上，每条所述钻孔的宽度方向压裂控制距离SL2，采煤工作面的宽度为W;则在所述采煤工作面的宽度方向上所布置所述钻孔的个数n>(W+2K)/L2，其中η取整数。
[0019]进一步地，假设所述第四系含水层的底板的施工安全距离为h，则所述水平段钻孔与所述底板之间的距离H彡2h。
[0020]进一步地，将所述开采区域分为多个阶段开采区域，在完成一个所述阶段开采区域内的施工后，按照步骤S001-步骤S004进行下一个所述阶段开采区域的施工。
[0021]进一步地，还包括步骤S005:将所述基岩层中位于所述隔离层下方的裂隙水释放并利用。
[0022]采用上述技术方案，具有如下有益效果:
[0023]本发明提供的施工工艺，改变了以往地下水抽采利用、地下水的分布式存储和充填开采保含水层的传统思维，通过对开采区域覆岩的特定层位再造，即主动对该层位进行压裂使其形成压裂裂隙贯通导水裂隙发育带，注浆形成隔离层，一方面实现了对地表水和上部孔隙水保护，另一方面主动释放出下部裂隙水，实现对裂隙水有效开发利用的目标，保证了较高的煤炭采出率和开采效率，特别适用于超大工作面开采，同时能够大幅度降低地下水涌入矿井造成安全隐患和矿井排水难度，减少地下水的流失及对地表生态环境的扰动。
【附图说明】
[0024]图1为本发明提供的施工工艺的流程图；
[0025]图2为施工钻孔的平面图；
[0026]图3为图2沿着采煤工作面的长度方向的剖视示意图；
[0027]图4为图2沿着采煤工作面的宽度方向的剖视示意图。
[0028]附图标记对照表:
[0029]1-表土层；2-第四系含水层；3-基岩层；
[0030]31-导水裂隙发育带；4-煤层；5-冒落带；
[0031]6-钻孔；61-垂直段钻孔；62-弯曲段钻孔；
[0032]63-水平段钻孔;7-隔离层;8-采煤工作面；
[0033]A1-4-起始位置；箭头B-米煤工作面推进方向；
[0034]L1-长度方向压裂控制距离；L2-宽度方向压裂控制距离；
[0035]W-采煤工作面的宽度；K-安全控制距离。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图来进一步说明本发明的【具体实施方式】。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
[0037]如图1-4所示，本发明一实施例提供的一种在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺，包括如下步骤:
[0038]SOOl:对开采区域进行勘察，确定基岩层3和含有孔隙水的第四系含水层2处于表土层I下方的位置和水分布数据，其中，基岩层3位于第四系含水层2的下方。
[0039]S002:在开采区域内，从表土层I施工至少一条位于第四系含水层2下方的钻孔6。
[0040]S003:向被压裂的钻孔6内注入注浆液。
[0041]S004:在注浆液凝固后，形成一层隔离层7，且隔离层7形成在基岩层3与第四系含水层2之间，或隔离层7形成在基岩层3内。
[0042]也即是，该施工工艺主要包括如下步骤:
[0043]对开采区域的地下空间勘查与观测:
[0044](I)在煤炭开采规划区域，为选取可能适宜的隔离层对开采区的地下空间进行探查，获得采矿区域地层及岩性、采动覆岩分层结构关系及含水性特征等基础数据。
[0045]采区地下空间勘查的手段以地质和水文物探为主，结合钻探实际揭露的水文地质条件进行校验。探查范围及密度可根据采区地形地貌、地质条件等情况并结合实际工程需要而设定。
[0046](2)进一步探明开采区域的基岩层3中的导水裂隙发育带31和第四系含水层2的分布区，并对第四系含水层2的地下水位、水质、水压等进行定期动态观测，查明规划开采区域的地下水分布特征和流动规律。
[0047]地下水分布动态观测与采集手段分为人工和自动两种方式，结合实际水文地质条件，一般设定每周(人工)或每天(自动)记录I次数据，通过数字设备导入数据库，通过数据库实现将不同时期、不同格式的多源数据汇集，作为原始水文地质依据。
[0048]长距离钻孔的设计及形成:
[0049](I)在煤炭开采区，根据采煤工作面8的长度和钻孔6最佳压裂控制距离，综合确定钻孔6的起始位置AhA^A3A等在表土层I上位置。
[0050](2)从表土层I向第四系含水层2的下方施工钻孔6，并使钻孔6有一段水平位于第四系含水层2的下方。
[0051]注浆形成隔离层:
[0052]向钻孔6内注入注浆液，在一定压力下，注浆液可以流入钻孔6中或通过钻孔6流入压裂裂隙和基岩裂隙中。在一定时间后，注浆液凝固，之后形成一层隔离层7，其隔离在第四系含水层2与基岩层3之间，或位于基岩层3内，将位于隔离层7上方的第四系含水层2和位于隔离层7下方的基岩层3有效封闭。
[0053]通过形成该隔离层7，可以避免基岩层3中的裂隙发育到第四系含水层2中，从而保护上方第四系含水层2中的孔隙水不会流入基岩层3中。
[0054]保护效果评价:
[0055](I)采用比较方法，以回采工作面未采时间的矿井水量和第四系含水层2中的水位数据为基础，随着压(压裂钻孔)一采(采煤工作面回采)一注(向钻孔内注入注浆液)循环推进，按照I次/天周期持续观测，采用数据库工具和地理信息系统进行管理和比较分析，确定地下水(裂隙水和孔隙水)的释放量，确定矿井水排放变化量和第四系含水层2内的水位稳定性或下降趋势，来评价隔离效果。当不同时间段内观测到的地下水释放量越接近，说明隔离层7的隔离效果越好。
[0056](2)采用物探方法，以回采工作面未采时间的矿井水量和第四系含水层2内的水位数据为基础，随着压一采一注循环推进，按照I次/天周期持续观测，采用数据库工具和地理信息系统进行管理和比较分析，确定地下水的释放量，确定矿井水排放变化量和第四系含水层水位稳定性或下降趋势，评价隔离效果。当不同时间段内观测到的地下水释放量越接近，说明隔离层7的隔离效果越好。
[0057]较佳地，在步骤S002中还包括如下步骤S0021:
[0058]将基岩层3的部分区域或全部区域压裂造缝，并在基岩层3中形成有与钻孔6连通的压裂裂隙。
[0059]在步骤S004中还包括如下步骤S0041:
[0060]注浆液流入压裂裂隙中，并在压裂裂隙中凝固形成隔离层7。
[0061]在采煤工作面8回采时，开采煤层4上方的岩石会下落形成冒落带5，在此过程中，基岩层3部分区域会变形或塌落，形成基岩裂隙，从而形成导水裂隙发育带31，导水裂隙发育带31的基岩裂隙中含有大量的裂隙水。
[0062]在采煤工作面8回采完成后，通过压裂设备在表土层I将基岩层3的全部或部分区域压裂，形成有压裂裂隙。该过程是对基岩层3的主动压裂，在压裂裂隙形成过程中，因压裂裂隙的形成，基岩层3中所含的无法被开采的水主动转换为裂隙水流出，从而可以将其进行利用。
[0063]压裂裂缝中的全部裂缝或部分裂缝与钻孔6连通，具体地与钻孔裂缝中的全部或部分连通，从而在将注浆液注入钻孔6内时，注浆液会流入压裂裂隙中，并在压裂裂隙中凝固形成隔离层7，提高了隔离效果。
[0064]较佳地，如图3-4所示，在采煤工作面8回采时，由于冒落带塌落，而在基岩层3中的全部区域或部分区域内形成有基岩裂隙，从而形成导水裂隙发育带31。
[0065]隔离层7形成在导水裂隙发育带31与第四系含水层2之间，或隔离层7形成在导水裂隙发育带31内。
[0066]如上所述，在采煤工作面8回采时，开采煤层4上方的岩石会下落形成冒落带5，在此过程中，基岩层3部分区域会变形或塌落，在基岩层3中形成了基岩裂隙，基岩裂隙可以导水，从而形成导水裂隙发育带31，导水裂隙发育带31的基岩裂隙中含有大量的裂隙水。
[0067]将隔离层7设置在导水裂隙发育带31与第四系含水层2之间，可以很好地将孔隙水与裂隙水分隔开来，可以实现对上部孔隙水的保护和对下部裂隙水的利用。
[0068]根据具体的情况，也可以将隔离层7形成在导水裂隙发育带31内，可以保证第四系含水层2中的孔隙水不会流入隔离层7下方的导水裂隙发育带31内，起到保护作用。
[0069]在该种情形下，仅对位于隔离层7下方的裂隙水进行利用。
[0070]较佳地，在采煤工作面8回采完成、周期来压结束、煤层顶板完全垮落及导水裂隙发育带31形成时，开始执行步骤S003。
[0071]在采煤工作面8回采完成时，因回采而产生的周期来压结束，煤层顶板完全垮落形成冒落带5，裂隙及岩层3中的基岩裂隙完全形成，并形成了导水裂隙发育带31，该导水裂隙发育带31还进入了收缩期，此时对钻孔6进行注浆，可以提高注浆液形成隔离层7的效果，不会因还在形成导水裂隙发育带31或基岩裂隙而影响注浆效果。
[0072]较佳地，调整采煤工作面8的回采速度，以控制或减缓基岩裂隙向第四系含水层2发育的趋势，避免导水裂隙发育带31中的基岩裂隙与第四系含水层2连通，而造成孔隙水流入导水裂隙发育带31中。
[0073]具体地，根据导水裂隙发育带31的预计高度，确定采煤工作面8的回采速度V，通过调整采煤工作面8的回采速度，最大限度的通过隔离层7控制或减缓因回采采动而导致导水裂隙发育带31中的基岩裂隙向第四系含水层2发育的趋势，同时在隔离层7的导水裂隙发育带31中的裂隙均匀发育。
[0074]较佳地，部分或全部的导水裂隙发育带31的顶部与部分或全部的压裂裂隙连通，从而将隔离层7形成在导水裂隙发育带31的顶部上，很好地隔绝导水裂隙发育带31与第四系含水层2之间的联系，提高密封效果。
[0075]优选地，部分或全部的基岩裂隙与部分或全部的压裂裂隙连通，从而注浆液也可以流入导水裂隙发育带31中的基岩裂隙内，将隔离层7形成在导水裂隙发育带31内，提高了隔离层7的密封效果。
[0076]较佳地，如图2所示，钻孔6的钻进方向与采煤工作面8的推进方向相反。采煤工作面8沿着箭头B的方向推进。
[0077]在采煤工作面8推进前就施工完成钻孔6，钻孔6的初始位置至终止位置的方向与采煤工作面8的推进方向相反。
[0078]在采煤工作面8回采时，开采煤层4上方的岩石会下落形成冒落带5，在此过程中，基岩层3部分区域会变形或塌落，从而形成基岩裂隙。
[0079]所以基岩层3中的基岩裂隙是在采煤工作面8回采时形成的，其随着采煤工作面8的回采而发育。
[0080]将钻孔6的钻进方向与采煤工作面8的推进方向相反，使实施钻孔压裂推进方向与采煤工作面8的回采方向一致，可以压裂裂隙与导水裂隙发育带31中的基岩裂隙连通。[0081 ]较佳地，在向钻孔6内注入注浆液时，同时向注浆液施加压力。具体地施加水平方向上的压力，使其快速流入钻孔6内，凝固形成隔离层。
[0082]较佳地，注浆液在压裂裂隙内的水平方向流动速度大于其垂直方向流动速度，从而使得注浆液沿着水平方向快速延伸形成水平隔离在导水裂隙发育带31与第四系含水层2之间的隔离层。
[0083]较佳地，如图2所示，在采煤工作面8的长度方向上，布置有相互间隔地多条钻孔6，以在长度方向上，完全覆盖住采煤工作面8，提高隔离层7的隔离效果。
[0084]较佳地，如图2所示，在采煤工作面8的宽度方向上，布置有相互间隔地多条钻孔6，以在宽长度方向上，完全覆盖住采煤工作面8，提高隔离层7的隔离效果。
[0085]较佳地，如图3所示，钻孔6包括依次形成的垂直段钻孔61、弯曲段钻孔62和水平段钻孔62。
[0086]垂直段钻孔61从表土层I向下延伸至第四系含水层2的下方，水平段钻孔63在第四系含水层2的下方水平延伸，弯曲段钻孔62连接在垂直段钻孔61与水平段钻孔63之间。
[0087]垂直段钻孔61位于每个钻孔6的起始位置A1J2J3J4处向下延伸。水平段钻孔63在第四系含水层2的下方，其水平朝向采煤工作面8的推进方向的反向延伸。垂直段钻孔61与水平段钻孔63通过弯曲段钻孔62连接。
[0088]当然在施工钻孔6时，依次先形成垂直段钻孔61，再形成弯曲段钻孔62，最后形成水平段钻孔62。
[0089]该钻孔6也可被称之为水平长距离钻孔。
[0090]较佳地，如图1所示，假设，在采煤工作面8的长度方向上，每条钻孔6的长度方向压裂控制距离为L1，弯曲段钻孔的曲率半径为Lr ;
[0091]则在采煤工作面8的长度方向上，相邻的两条钻孔6在表土层I上的起始位置之间的距离为Ll-Lr。
[0092]也即是，水平段钻孔63在长度方向上的长度方向压裂控制距离为L1，弯曲段钻孔的曲率半径为Lr，则相邻的起始位置A1与起始位置如之间或起始位置A3与起始位置A4之间的距离为L1-Lr,以保证在长度方向上相邻的两条钻孔6的长度方向压裂控制距离完全连接在一起，可以实现钻孔6在从长度方向上的压裂控制区域对采煤工作面8完全覆盖，不会有遗漏的区域。
[0093]本发明中所涉及到的压裂控制距离为钻孔压裂后形成的压裂裂隙可以控制的范围，也可以理解为注浆液可以流动到的距离，具体包括深度或长度方向上的距离和宽度方向上的距离。
[0094]较佳地，如图1所示，采煤工作面8在宽度方向上，其每侧都具有安全控制距离K。
[0095]假设，在采煤工作面8的宽度方向上，每条钻孔6的宽度方向压裂控制距离为L2,采煤工作面8的宽度为W;
[0096]则在采煤工作面8的宽度方向上所布置钻孔6的个数η多(W+2K)/L2，其中η取整数。
[0097]安全控制距离K可以根据煤层的沉陷倾角计算得出，其表示需要控制采煤工作面8之外的宽度距离。
[0098]水平段钻孔63在宽度方向上的宽度方向压裂控制距离为L2,则需要在采煤工作面8的宽度方向上所布置钻孔6的个数n ^ (W+2K) /L2，才能保证在宽度方向上完全覆盖住采煤工作面8及其所需的安全控制距离，会有遗漏的区域。
[0099]较佳地，假设第四系含水层2的底板的施工安全距离为h，则水平段钻孔63与底板之间的距离H多2h。将水平段钻孔63设置在第四系含水层2的底板下方，两者之间的距离H多2h，可以保证在施工钻孔6时，不会对底板造成破坏。
[0100]较佳地，将开采区域分为多个阶段开采区域，在完成一个阶段开采区域内的施工后，按照步骤S001-步骤S004进行下一个阶段开采区域的施工，最终完成整个开采区域的施工。
[0101]较佳地，该施工工艺还包括步骤S005:将基岩层3中位于隔离层7下方的裂隙水进行利用。
[0102]本发明提供的施工工艺，一方面保护上层的第四系含水层中的孔隙水，另一方面通过主动压裂基岩层，使其形成压裂裂隙，基岩层中无法被开采的裂隙水，会顺着压裂裂隙流出，从而起到主动释放基岩层中的水的作用。在回采过程中，基岩层中还会形成基岩裂隙，基岩层中无法被开采的裂隙水，也会顺着基岩裂隙流出，其与顺着压裂裂隙流出的水一同构成了可以被利用的矿井水。
[0103]综上，本发明提供的施工工艺，通过在开采区域选取适宜的地下地质层位作为采动裂隙的隔离层，通过在开采前，在钻孔内形成裂隙，较大幅度的降低了回采时，基岩层中的裂隙因采动而向上传导的能量，同时利用注浆工程措施对钻孔及其裂隙进行水平定向注浆，形成隔离层，实现隔离层上的孔隙水的有效保护，减少地下水资源的开采损失，同时借助于煤炭规模开采也有效开发了丰富的裂隙水资源，为保护矿区地下水资源和开发裂隙水资源提供科学合理的技术方法。
[0104]根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
[0105]以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤: SOOl:对开采区域进行勘察，确定基岩层和含有孔隙水的第四系含水层处于表土层下方的位置和水分布数据，其中，所述基岩层位于所述第四系含水层的下方； S002:在所述开采区域内，从所述表土层施工至少一条位于第四系含水层下方的钻孔； S003:向所述钻孔内注入注浆液； S004:在所述注浆液凝固后，形成一层隔离层，且所述隔离层形成在所述基岩层与所述第四系含水层之间，或所述隔离层形成在所述基岩层内。2.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，在所述步骤S002中还包括如下步骤S0021: 将所述基岩层的部分区域或全部区域压裂造缝，并在所述基岩层中形成有与所述钻孔连通的压裂裂隙； 在所述步骤S004中还包括如下步骤S0041: 所述注浆液流入所述压裂裂隙中，并在所述压裂裂隙中凝固形成所述隔离层。3.根据权利要求2所述的施工工艺，其特征在于，在采煤工作面回采时，由于冒落带塌落，而在所述基岩层中的全部区域或部分区域内形成有基岩裂隙，从而形成导水裂隙发育带； 所述隔离层形成在所述导水裂隙发育带与所述第四系含水层之间，或所述隔离层形成在所述导水裂隙发育带内。4.根据权利要求3所述的施工工艺，其特征在于，在所述采煤工作面回采完成、周期来压结束、煤层顶板完全垮落及导水裂隙发育带形成时，开始执行步骤S003。5.根据权利要求2或3所述的施工工艺，其特征在于，调整所述采煤工作面的回采速度，以控制或减缓所述基岩裂隙向所述第四系含水层发育的趋势。6.根据权利要求3所述的施工工艺，其特征在于，部分或全部的所述导水裂隙发育带的顶部与部分或全部的压裂裂隙连通。7.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的施工工艺，其特征在于，所述钻孔的钻进方向与采煤工作面的推进方向相反。8.根据权利要求1或2所述的施工工艺，其特征在于，在向所述钻孔内注入所述注浆液时，同时向所述注浆液施加压力。9.根据权利要求2所述的施工工艺，其特征在于，所述注浆液在所述压裂裂隙内的水平方向流动速度大于其垂直方向流动速度。10.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，在采煤工作面的长度方向上，布置有相互间隔地多条所述钻孔。11.根据权利要求10所述的施工工艺，其特征在于，在采煤工作面的宽度方向上，布置有相互间隔地多条所述钻孔。12.根据权利要求10或11所述的施工工艺，其特征在于，所述钻孔包括依次形成的垂直段钻孔、弯曲段钻孔和水平段钻孔； 所述垂直段钻孔从表土层向下延伸至所述第四系含水层的下方，所述水平段钻孔在所述第四系含水层的下方水平延伸，所述弯曲段钻孔连接在所述垂直段钻孔与所述水平段钻孔之间。13.根据权利要求12所述的施工工艺，其特征在于，假设，在所述采煤工作面的长度方向上，每条所述钻孔的长度方向压裂控制距离为U，所述弯曲段钻孔的曲率半径为Lr; 则在所述采煤工作面的长度方向上，相邻的两条所述钻孔在所述表土层上的起始位置之间的距离为U-Lr。14.根据权利要求1或13所述的施工工艺，其特征在于，采煤工作面在宽度方向上，其每侧都具有安全控制距离K; 假设，在所述采煤工作面的宽度方向上，每条所述钻孔的宽度方向压裂控制距离为L2,采煤工作面的宽度为W; 则在所述采煤工作面的宽度方向上所布置所述钻孔的个数n>(W+2K)/L2，其中η取整数。15.根据权利要求12所述的施工工艺，其特征在于，假设所述第四系含水层的底板的施工安全距离为h; 则所述水平段钻孔与所述底板之间的距离H多2h。16.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，将所述开采区域分为多个阶段开采区域，在完成一个所述阶段开采区域内的施工后，按照步骤SOOl-步骤S004进行下一个所述阶段开采区域的施工。17.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，还包括步骤S005:将所述基岩层中位于所述隔离层下方的裂隙水释放并利用。
【文档编号】E21B43/26GK106050234SQ201610362595
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】张建民
【申请人】中国神华能源股份有限公司