工作面顶板水害精细化与定量化防治技术

为了准确掌握工作面的充水条件及制定有针对性的顶板水害防治措施,在对顶板含水层进行划分并获取其水文地质参数的基础上,采用关键层理论、数值模拟和相似材料模拟对工作面导水裂隙带高度进行了预测,从而实现了工作面充水因素的精细探查;利用顶板含水层静储量叠加动态补给量的方法对工作面的涌水量进行精细化预测,结合工作面顶板含水层疏放水量观测值对疏放水效果进行定量化评价,评价结果表明工作面已经达到了安全回采的水文地质条件。通过实例分析,对工作面水文地质条件进行精细化探查,采用“动—静”水量的工作面涌水量预测方法,结合顶板含水层疏放水效果定量化判别方法,可以保障工作面的安全开采。     

覆岩结构下含水层开采疏放水效果评价研究

针对覆岩结构下煤层开采顶板水量变化情况,利用数值模拟方法对上覆含水层进行了有效探查和疏放研究。结果表明:覆岩组合特性控制着含水层释放过程,通过优化疏放水钻孔设计提高疏放水效果,实现工作面回采过程中矿井涌水量"削峰平谷",以达到经济合理的目的,垂直或平行于地层走向并朝向地层标高降低方向的钻孔疏放水效果最佳。选择从钻孔疏放水原始数据、总量变化、钻场水量变化、疏放水量与水压相关性等方面的评价途径,对上覆含水层疏放效果进行分析研判,判断工作面受水害威胁程度降低至安全阈值范围,具备安全开采条件,为后续工作面顶板疏放水方案制定及效果评价提供参考。     

中能煤矿回采工作面顶板水疏放研究

以物探方式探查回采工作面顶板含水层富水情况,经钻探设计后开展顶板含水层水疏放工作,有效解除了顶板含水层水对回采工作面的威胁,保障了回采工作的安全。     

煤层顶板钻孔疏放水技术优化

为解决对疏放工程优化布置、疏放效果评价等缺乏深入研究造成的顶板含水层过度疏放或者疏放不足等问题,以柠条塔煤矿S1200-3工作面为研究对象,进行钻孔疏放水优化。针对以往工作面疏放水存在的问题,在明确含水层水文地质特征及矿井涌水量影响因素后,实施井下疏放水试验,分析疏放水效果定量化指标,并在此基础上进行煤层顶板水疏放效果优化;通过灰色关联度理论,提出了疏放水效果判别准则。通过对所施工钻孔进行集中统一、持续疏放,可减少上覆含水层对工作面回采的影响,相关方法可以为实现矿井安全开采、降低疏放水成本提供一定借鉴。     

高承压顶板砂岩含水层快速疏放水技术研究

巴彦高勒煤矿位于呼吉尔特矿区南部。矿井首采煤层为侏罗系延安组上部3-1煤层,煤层开采时主要受顶板砂岩含水层水害威胁。为了保证工作面安全回采,在回采前需将顶板砂岩含水层疏放至不承压状态。因此为了提高疏放水效率,从施工思路、施工工艺和疏放方面对快速疏放水技术进行优化和研究。     

薄基岩工作面顶板精细化探查技术研究

煤层顶板溃水溃砂严重威胁煤矿安全回采。以赵固一矿为例进行工作面顶板薄基岩区的精细化探查,钻探结果表明冲积层岩性均为黏土,能够有效阻隔冲积层与顶板砂岩含水层之间的水力联系,结合钻探工程、矿井水文地质资料、工作面试采情况对工作面内部断层破碎带和顶板薄基岩区进行注浆加固治理以及煤岩柱的留设。探查和治理结果保证工作面安全回采,形成一整套顶板探查技术,同时为相似地质条件的矿井提供可靠的技术参考。     

门克庆煤矿顶板疏放水设计优化研究

门克庆煤矿位于呼吉尔特矿区东南部,主采煤层为鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤层,埋深超过700 m,水文地质条件复杂。在特殊的陆相沉积环境下,形成了侏罗系直罗组底部强富水的"七里镇砂岩"。该含水层具有渗透性强、易于疏放等特点,为矿井主要充水含水层。根据矿井水害类型,确立了"超前分段疏放,削峰平谷"的顶板疏放水技术路线。首采工作面开采后,受采空区疏放的影响,矿井主要充水含水层水压大幅度下降;越靠近疏放区域,降幅越大。在含水层水压大幅度下降的情况下,通过对首采工作面疏放水试验数据及回采过程中的顶板疏放水数据的分析研究,对顶板疏放水设计进行优化,增大钻孔间距,缩短疏放时间,使得疏放效果达到最优化,实现水害治理安全高效。     

深埋矿井超大工作面顶板砂岩含水层涌水量预测方法

为预测深埋矿井超大工作面顶板砂岩含水层涌水量,改进了以大井法为基础的涌水量预测方法。利用放水试验确定含水层的疏降影响半径;观测、研究类似矿井工作面回采进尺与涌水量关系,确定模拟大井的引用半径;改变了传统以实际回采区域确定引用半径的方法。根据工作面疏放水钻孔的布置及干扰井群势的叠加理论,推导了干扰井群的疏降水量预测式。根据单个钻场放水孔涌水量降深关系、推导了5个钻场放水量及回采进尺300 m模拟大井的涌水量比拟法计算式,预测工作面正常和最大涌水量。     

大面积老空水补给条件下顶板砂岩水探查与防治

新安煤田煤层顶板存在大占砂岩、香炭砂岩等多层砂岩含水层,个别矿井受顶板水害影响,在煤田浅部,由于历史原因形成了大面积小窑老空积水区,该老空区积水通过采动导水裂隙带对顶板砂岩含水层进行补给,对煤田浅部工作面回采形成了极大威胁。通过开展探查和防治工作,制定防范措施,保障了工作面的安全回采,为同类条件下工作面的水害防治提供了参考。     

导水裂隙带发育规律及探放水技术研究

为防止鑫顺煤业15101首采工作面回采过程中与顶板含水层或上覆4#煤老空水等水体贯通造成水灾事故,采用回归分析的方法确定了工作面覆岩导水裂隙带发育高度在130 m左右,结合工作面地质条件,结合对工作面探放水方案进行具体设计,并进行效果验证。结果表明:该次探放水量共计11.6万m~3,15101工作面安全回采的顶板多含水层及4~#煤层老空区积水已成功探放,为工作面安全回采提供了保障。     

煤层顶板砂岩含水层疏放水效果评价

为了科学合理地评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果,在工作面涌水量预测方面,采用含水层静储量和动态补给量联合预测的方法,结合钻孔疏放水总量和残余水量进行分析:当钻孔疏放水总量等于或大于含水层静储量,且钻孔残余水量等于或小于含水层动态补给量时,即可判断煤层顶板砂岩含水层疏放水效果良好。 实例分析表明,含水层静储量和动态补给量联合预测的方法与实际情况较为吻合,并且当钻孔疏放水总量大于含水层静储量、钻孔残余水量小于含水层动态补给量时,实现了工作面的安全回采。 利用工作面涌水量预测结合钻孔疏放水观测资料的方法评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果科学合理,可以应用到类似工作面采前的水文地质条件安全评价中。     

基于多含水层放水试验的顶板水可疏降性评价

为了对巷道掘进和工作面回采分别制定有针对性的防治水方案,通过对工作面顶板Ⅱ含水层和Ⅲ含水层分别开展放水试验,利用解析法计算了各含水层的水文地质参数,结合放水试验观测资料查明了Ⅱ含水层和Ⅲ含水层之间的水力联系,评价了各含水层的可疏降性。结果表明:威胁巷道掘进的Ⅲ含水层渗透性和富水性较强,同时与Ⅱ含水层的水力联系密切,巷道掘进期间Ⅲ含水层的可疏降性较差,可以采用对Ⅲ含水层注浆改造和局部疏水降压的防治水方案;与抽水试验相比,根据放水试验计算Ⅱ含水层的渗透系数较大,主要是由于钻探工艺、水跃和井损的影响,工作面在回采前可以对Ⅱ含水层采取长时间分散疏放和短时间集中疏放的防治水方案。对于顶板赋存多含水层的情况,可以利用放水试验探查工作面水害条件,评价各含水层的可疏降性,进而制定相应的防治水方案。     

顶板高承压含水层疏水降压可行性研究

为了消除煤层顶板砂岩高承压水的威胁,通过回采前在工作面切眼里段开展井下大型放水试验,观察不同疏放水量下的水位降深情况,从而得出了顶板高承压含水层疏水降压的可行性。结果表明:经过一段时间的疏放,总放水量从最大为223.2 m~3/h(Y37-3)衰减至20~30m~3/h;水压从最初的5MPa将至0.38MPa,降幅很明显,从而得出顶板高承压含水层疏水降压是可行的;同时,提出了矿井进行回采的标准,为后期工作面的疏放水工作奠定了基础。     

煤矿回采工作面顶板疏放水效果评价

资源整合矿井大多数存在回采工作面上部采空区范围不详、积水量不清的情况,给煤矿安全生产造成了较大的压力。朝阳煤矿为资源整合矿井,9101工作面为首采工作面,工作面上方存在老空积水及太原组石灰岩岩溶水威胁。采用瞬变电磁探测圈定了工作面上部的富水异常区,对异常区进行钻探疏放水,疏放水工程完成后,利用瞬变电磁探测检验原富水异常区的富水性、利用钻孔测井检验钻孔施工的靶向性、探查目的层位的裂隙发育及出水情况、利用水质化验分析确定疏放水的水源、利用疏放水量统计分析判定积水是否放完,综合以上方法对煤矿回采工作面顶板疏放水效果进行了评价,指导了矿井的安全生产。     

基于数值模拟预测工作面顶板太灰含水层疏降水量

通过分析万峰矿地质及水文地质资料,研究万峰矿井太原组灰岩含水层水文地质特征,应用Visual MODFLOW软件,建立太灰含水层地下水数值模型,通过模型计算模拟太灰水流场动态特征,预测当回采工作面太灰水位疏降至含水层底板+160 m时,太灰含水层趋于疏干,工作面顶板太灰水的疏降水量为750 m³/h,为工作面安全回采及矿井排水设施的建立提供依据。     

烧变岩及风化基岩层富水性探查

张家茆煤矿13101、13102工作面顶板疏放水资料表明3-1煤上覆风化基岩富水性及2-2煤层火烧区富水性不均一,导水裂隙较为发育,容易成为影响3-1煤安全回采的隐患。为查明煤层上覆烧变岩与风化基岩含水层的富水性,采用高分辨率电测深和音频电穿透技术对13103工作面顶板上方岩层富水异常区的分布范围及相对强弱进行了探查。根据探查结果对为该工作面探放水工作的设计、实施和疏放水钻孔的布置提供参考依据。     

东滩煤矿14317工作面探放水工程设计方案

为探查东滩煤矿14317工作面顶板含水层富水性分布情况,回采前在14317工作面顺槽分别采用矿井瞬变电磁法和音频电透视技术进行了水文物探工作。对于富水异常区采用钻探验证,最终消除了水害隐患,为工作面回采提供安全保障。     

鄂尔多斯侏罗纪煤田巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术研究

文章以母杜柴登煤矿302盘区侏罗纪3-1煤层开采为背景,在充分分析矿井地质及水文地质条件的基础上,结合长距离定向钻孔技术在我国煤矿瓦斯治理、矿井水防治等方面的应用情况,提出了以工作面外巷钻孔导流、邻面钻孔截流、双侧采空区截流和长距离定向钻孔追踪探放水为核心的巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术。应用结果表明：该技术经济、可行,在工作面巷道掘进期间,对巷道掘进施工影响较小|可实现采煤工作面顶板水“分区防控、煤水分离、清浊分流、区域治理”|较好地解决了富水顶板砂岩含水层的水害隐患,在顶板放水孔单孔涌水量超过200m3/h、工作面涌水量超过600m3/h的条件下,实现了厚煤层一次采全高工作面的安全生产和平均超过12000t/d的回采效率。     

铁北煤矿左六片工作面防治水方案浅析

铁北矿左六片工作面煤层顶板赋存有多个含水层,并且含水层厚度变化较大,富水性较强,工作面回采存在多种类型水害隐患。首先分析了新二采区左六片工作面水害来源,根据工作面水文状况,结合以往治水、排水经验,重点论述了新二采区左六片工作面顶板水的防治技术、排水治水方案及措施,并对回采期间出现的难题进行了总结分析,提出了科学合理的解决方案:一是建立健全矿井井下水害防御排水体系,地表水防御体系;二是在工作面采取提前疏放顶板含水层的方法,将煤层顶板含水层的水提前疏放下来,减小回采期间工作面的压力和涌水量,从而改善工作面作业环境,保证工作面的安全回采。     

基于井下放水试验的渗透系数计算

为了探查母杜柴登煤矿2-2中煤顶板砂岩含水层的水文地质条件,采用井下放水试验以获取渗透系数。根据临时煤仓放水试验数据资料,分别采用稳定流和非稳定流计算渗透系数,并通过对比分析,最终确定其渗透系数,为下一步计算矿井涌水量提供基础数据。