深井巷道断层涌水探查与封堵治理

针对某矿-808 m胶带巷变坡点以下15 m处集中出水点、涌水段落岩体破碎、围岩稳定性差、长年涌水严重影响胶带运输和巷道安全、增加了矿井的排水费用等情况,通过分析该矿的工程地质和水文地质条件,确定涌水水源为M5细砂岩含水层,巷道切割M5砂岩导致顶板涌水,涌水类型为断层导通型;运用瞬变电磁法和高密度电法综合物探与水力连通试验,确定了涌水来源及主要通道分布情况;应用Visual MODFLOW(VMF)数值模拟方法对地下水流场及运移情况进行了分析,提出“深部截源、浅层加固”封堵治理思路;最终确定了包含注浆钻孔设计、注浆参数选择等治理方案,方案在现场得到实施;运用涌水量对比法进行注浆效果评价,注浆封堵治理取得显著效果。该研究成果对类似工程具有一定的指导意义。     

浅埋煤层薄基岩巷道顶板涌水注浆封堵方法

针对采区开拓大巷顶板长期涌水的问题,结合其地质及水文地质条件,分析了出水水源及出水通道,提出了动水条件下浅埋煤层薄基岩巷道顶板涌水注浆封堵方法,以出水条件分析、钻探揭露探查、引流注浆和现场数据监测为基础,结合注浆过程中的实时信息反馈,不断优化调整注浆方案,通过人工引流,分区注浆的方式,成功封堵巷道集中出水段,整体堵水率达98%,为矿方节约大量排水费用,并对类似的巷道出水治理提供可行的技术方案和支护建议。     

顶板岩层薄弱区高承压含水层钻孔涌水治理技术

在分析鄂尔多斯盆地某煤矿井下锚索孔涌水特征的基础上,利用水化学分析方法,确定了锚索孔出水水源为顶板探水孔沟通的直罗组砂岩水,出水通道为钻孔与顶板围岩之间贯通型裂隙。针对顶板岩层薄弱、水压高的特点,提出并实施了"孔内疏水泄压+底部低压加固注浆+顶部高压封孔注浆"的治理方案。现场实施后,有效封堵了钻孔高压涌水,减水率达100%,且巷道围岩稳定。     

富水围岩平硐渗漏水的注浆堵水治理

针对何家塔煤矿辅运平硐围岩渗漏水的问题,运用地质雷达和钻孔窥视的方法对巷道围岩裂隙损伤进行探测,查明了平硐围岩的损伤及井壁渗漏水的原因。根据围岩损伤探测结果,针对性地制定深、浅孔组合的注浆堵水治理技术方案,并对现场出水段井筒实施了空腔充填、裂缝封堵、结构补强相结合的注浆治理。利用地质雷达对注浆效果进行检测,检测结果显示,轻微裂隙、中等裂隙、严重裂隙、一般富水、空洞、严重富水的注浆堵水修复率分别为52%、33%、73%、77%、100%、100%,平硐井壁的渗水灾害得到了明显的控制。何家塔煤矿辅运平硐的注浆堵水技术对类似地质条件的巷道围岩注浆堵水治理具有一定的借鉴意义。     

斜井穿越风积砂层水砂突涌注浆治理研究

陕西榆林金鸡滩煤矿副斜井井筒表层广泛分布厚层风积砂,由于短时间内载重运输车的重复碾压,导致斜井底板破裂,发生水砂突涌灾害,严重威胁矿井安全。针对金鸡滩煤矿副斜井水砂突涌灾害治理难题,工程前期采用水泥注浆治理,起到了很好的固砂减水效果,但是并未完全封堵涌水通道;后期通过补注化学浆液,成功封堵了残存涌水通道。结合工程实践与模型试验,分析了斜井底板破裂原因、注浆治理效果及不同种类浆液的固砂堵水机理。现场治理效果与模型试验结果表明,水泥浆液主要以树根状劈裂脉固砂为主;化学浆液以劈裂和渗透堵水为主,在封堵残存涌水通道上更具优势,因此两种类型浆液配合使用效果更佳。本文研究结果可为该类水砂突涌灾害注浆治理提供试验依据和参考。在充分分析现场工程现象的基础上结合现场模型试验,对水泥浆液和化学注浆的扩散特点以及固砂堵水机理进行了研究。结果表明水泥浆液主要以树根状劈裂脉固砂为主,并不能完全封堵涌水通道;化学浆液以劈裂和渗透堵水为主,在封堵残存涌水通道上更具优势。并提出了两种类型浆液配合使用效果更佳的观点。     

斜井井筒涌水特征及注浆治理方法研究

为解决骆驼山煤矿斜井井筒形成后井壁涌水治理难题,提出了一种截断井筒涌水补给水源、充填井筒壁后松动圈、提高井筒围岩稳定性的旋喷注浆支护方法。采用旋喷注浆法截断主斜井井筒涌水补给水源,采用壁后注浆技术充填井筒长期涌水携砂所形成的空隙和空洞,加固井筒并进一步封堵井筒涌水|通过水位观测、流场变化分析、钻孔验证和涌水量变化分析等方法对注浆治理效果进行验证。结果表明,旋喷注浆和壁后注浆既可封堵井筒涌水,又能充填加固井筒壁后空隙和空洞,消除井筒后期生产运行期间的安全隐患,对斜井井筒涌水治理具有很好的参考价值。     

晋普山煤矿副平峒巷道涌水注浆治理技术

受构造、采掘扰动、支护条件等因素影响,晋普山煤矿巷道涌水.为有效封堵巷道内含水层的涌水,晋普山煤矿采用壁后注浆施工工艺,深孔与浅孔相结合交错布置,依新型有机高分子材料作为封堵原料,对不同涌水的通道采用不同的注浆设备.实践证明该,封堵工艺达到巷道涌水治理目的,为矿井安全生产、大巷运输提供了强有力的安全保障.     

巴拉素煤矿副井马头门防治水技术应用

为减少巴拉素煤矿副井马头门涌水量并保障马头门巷道安全掘进,对巴拉素煤矿副井马头门涌水情况进行了现场监测。结合巴拉素煤矿地质条件,针对矿建期间含水煤层条件下的马头门涌水情况,提出了"引流注浆,帷幕封堵"的注浆堵水方案,并将其应用于副井井筒的水害治理。实践表明,该方法成功在待掘马头门巷道周围形成了止水帷幕,井筒马头门涌水量减少至11 m~3/h,达到注浆堵水目标,保障了马头门巷道的安全顺利掘进,可为类似地质条件煤矿矿井建设期间的水害治理提供实践借鉴。     

浅埋煤层过沟掘进巷道顶板淋水治理技术

为了研究浅埋煤层过沟掘进时巷道顶板淋水治理问题,分析张家峁煤矿4~(-2)煤集中辅运巷过沟处的地形地质条件,根据水文地质勘探孔和顶板探查孔分析巷道出水的原因,认为巷道淋水的水源是基岩风化带水,通道是锚索孔,提出封堵锚索孔的注浆堵水治理思路,对顶板水治理工程进行设计。实践证明:采用直接封堵锚索孔的方法,依次注入水泥浆、水泥-水玻璃双液浆和尿醛树脂化学浆,可以有效封堵过沟巷道的顶板大面积淋水。     

深立井大水工作面注浆堵水技术

结合山东菏泽龙固煤矿主井井筒在穿过高压、大水量含水层时的现场工程条件,提出了注浆堵水综合治理方案。方案采用“一个关键,四条原则”的设计施工方针。利用综合超前预报手段为先导,确定含水区域的位置、水量与裂隙通道的分布情况。为确保井壁和注浆安全,先进行井壁和止浆垫外围注浆,在井壁周围形成帷幕后再进行工作面注浆。对高压、大水情况下的注浆,采取“分次注浆,逐步降水”的方案。同时对分次注浆、钻孔布置等注浆技术参数的设计依据进行了阐述。总结了集“地质分析、综合探测、理论设计、施工反馈”于一体的注浆设计理念和技术经验,不仅成功封堵了涌水,而且对注浆施工期间的安全控制有显著效果。     

近距离煤层下组煤回采巷道围岩破碎机理及加固技术研究

为解决近距离煤层下组煤回采巷道围岩破碎、支护体失效等问题,以沙坪煤矿为工程背景,采用数值模拟和理论分析相结合的研究方法,分析了近距离上组煤采空区下底板岩层的应力分布规律及下组煤回采巷道变形破坏特征;在此基础上,提出了以注浆加固为主,锚杆支护为辅的深浅孔层次全断面注浆与锚杆联合控制技术,并成功应用于工程实践。工程实践结果表明:所提出的深浅孔注浆与锚杆联合控制技术实现了近距离煤层下组煤回采巷道的全方位加固,试验区域内顶板累计变形量在50mm左右,两帮累计变形量在140mm左右,巷道围岩结构较为完整,无松动破坏,有效地解决了近距离煤层下组煤破碎围岩巷道支护难题。     

岩巷综掘工作面的综合降尘与防尘研究

针对晋华宫矿12#层402盘区4-2煤辅运大巷综掘面施工过程产生大量粉尘问题,提出了相应的粉尘防治技术方案以及配套的工艺技术装备。对现场应用效果进行分析,对大同矿区同类条件下的岩巷综掘工作面粉尘防治有一定的借鉴作用。     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发，研究了矿区奥灰水突水危险性，计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查，探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性，形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明，利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯，可为矿区安全开采提供保障。     

北岭矿4号煤主要巷道支护设计研究

分析了北岭矿4号煤层主运大巷和辅运大巷支护存在的问题,在研究了4号煤层巷道围岩条件的基础上,通过分析其松动圈的范围,确定其围岩属于Ⅳ类围岩（不稳定围岩）。采用工程类比法,对北岭煤矿4号煤层主运大巷和辅运大巷的支护方式、锚网索支护参数等进行了设计,确定了采用锚杆支护方式,顶部结合W钢带（钢筋托梁）、网和锚索提高支护强度的支护方案,并明确了锚网索支护各项参数。方案设计完成后,在4号煤层辅运大巷选取了100 m巷道进行效果验证,重点观测了试验巷道表面位移、锚杆锚索锚固力及巷道顶板围岩深部基点位移。观测结果表明,设计的巷道支护参数能够对4号煤巷道围岩进行有效控制,方案符合设计标准要求。     

V类松动圈巷道协同锚固技术的应用

在分析顺和煤矿西翼轨道运输大巷穿越三煤组含煤地层地质条件的基础上,依据围岩松动圈支护理论确定了巷道支护方案。采用“锚-网-索-喷-注”协同支护方式充分复合围岩天然承载结构作用,提高了支护结构的整体性和承载能力。通过巷道变形监测及数值模拟分析,巷道变形在设计范围内。工程试验表明,该方案支护效果好,与架棚支护相比,降低了工程造价,加快了施工进度,具有一定的推广应用价值。     

高应力大断面巨厚泥岩渗水顶板煤巷梯次支护技术研究

针对高应力大断面巨厚泥岩顶板巷道难支护的问题,采用理论分析、数值模拟及工业试验综合手段,理论分析了巨厚泥岩渗水顶板巷道梯次支护技术原理,数值模拟研究了巷道围岩控制方案及参数设计,得到了2609运输巷支护参数,并进行了工业性试验和矿压观测。研究表明,在巷道掘进和工作面回采期间巷道围岩没有出现大的变形,取得了良好的支护效果。研究提高了车集煤矿处理复杂条件下深部高应力煤巷支护的能力,形成了适合车集煤矿在类似困难条件下深部高应力煤巷的合理支护方案和支护参数,推动了车集矿深部高应力煤巷支护技术的发展,保证了矿井安全生产。     

糯东煤矿副平硐返修段围岩控制技术

糯东煤矿副平硐原支护方式采用U型钢支护，但局部区域由于地质条件复杂，围岩强度低，没有达到预期的支护效果，支架扭曲变形，巷道围岩破碎、变形严重。针对糯东煤矿副平硐出现的支护问题，采用钻孔窥视仪，对副平硐严重变形段进行钻孔窥视，测定围岩松动圈范围。根据钻孔窥视结果，结合工程类比法，确定副平硐严重变形段返修支护方案为锚杆支护+金属网+U型钢联合支护+喷射混凝土支护。巷道矿压监测结果表明，巷道围岩得到了有效控制，巷道断面能够满足矿井实际安全生产需求。     

掘进巷道涌水断裂缝隙探测及注浆堵水技术

为解决龙固煤矿辅2运输大巷顶底板涌水大的问题,采用井下瞬变电磁和地质雷达相结合的物探技术,确定巷道顶底板的岩层的富水区域。制定了浅层、深部注浆相结合及局部引流封堵的治水方案,优化钻孔布置,施工深部注浆堵水钻孔52个,巷道涌水量由720 m3/h减少到340 m3/h,顶板无集中淋水。     

浅埋深小煤柱巷道锚杆支护技术研究

以枣泉煤矿12203工作面措施巷留6m和10m小煤柱巷道为实例,介绍了12203工作面措施巷的地质与生产条件,对小煤柱巷道支护技术进行了简单分析,提出了高预应力锚杆支护配合注浆加固的综合支护方案,试验效果显著,巷道变形得到有效控制,为类似条件下小煤柱巷道支护和加固提供了科学依据。