地面防治水钻探技术在双系煤层上覆采空区积水治理中的应用

针对双系煤层上覆采空区积水对下部煤层开采构成的威胁,提出在地面布置钻孔,穿越上部多层采空区,施工探放水孔与大直径抽水井的防治水钻探技术。采用该技术在大同矿区上覆侏罗系采空区的积水治理实践表明,地面探放水孔能够实现采空积水区与下部石炭系开采煤层巷道的贯通式放水,大直径抽水井可实现超大流量的采空区积水抽放,施工的9个地面探放水累计疏放采空区积水398.1万m3,5个大直径抽水井累计抽排采空区积水200余万立方米,取得了较好的贯通式放水和抽排效果。介绍了地面探放水孔与大直径抽水井钻探技术在同煤集团同忻矿上覆侏罗系采空区积水治理中的应用,可为其它类似开采条件的矿井上覆采空区积水治理提供参考。     

远距离深孔探放水技术在矿井煤层群中的应用

近些年,全国煤矿安全形势较为严峻,各类安全事故频发,其中采空区、老窑透水事故发生较多.1930煤矿于1988年投产至今,已回采近23年,矿井开采水平经过两次延深,垂深达到150余米.矿井现回采的36211综采工作面受上部35211采空区积水威胁,为确保36211工作面回采安全,需对35211采空区积水进行探放工作.经过研究决定采用远距离深孔探、放的方式排放采空区积水,消除其对回采工作面的威胁.通过对5＃煤层采空区积水量估算、探放地总选择及钻孔参数设计,顺利完成探放水工作,为矿井在今后开采深部煤层群时实施探放水工作提供了宝贵经验.     

房式采空区下中厚煤层开采防治水研究

针对房式采空区下中厚煤层开采的水害防治问题,以晋能集团同富新煤业矿井10号煤层开采为工程背景,采用数值模拟的研究方法对煤层开采的覆岩裂隙发育特征及连通性进行了分析。研究表明,煤层开采后裂隙发育至上覆房式采空区,易引发采空区积水下泄。据此,对积水灾害防治进行了设计,具体对采空区积水量、探放水钻孔设计、钻场设置、回采期间的水害防治进行了研究。工程实践表明,探放水系统的应用有效避免了上覆采空区的积水灾害,保证了10号煤层的安全高效开采。     

近距离煤层群上覆采空区探放水技术研究

为了更好地掌握工作面前方层间距,做出科学、合理的防护措施,本文通过地面物探与井下物探对工作面积水隐患进行了探测,并结合工作面水文地质资料,有针对性的对探放水方案进行了设计研究,并对近距离煤层上覆采空积水进行了超前探放。事实证明,超前探孔方式探放近距离煤层上覆采空区积水是可行的,该技术手段不仅超前排除了工作面积水隐患,避免了近距离煤层掘进过程中因积水压塌顶板而造成的透水事故,还为近距离煤层的采、掘提供了精确的煤层层间距数据,为工作面安全回采提供了宝贵资料。     

工作面上覆采空区积水防治技术分析与应用

为解决采空区积水造成的下煤层安全开采问题,本文以马脊梁煤矿8105工作面为研究对象,采用现场测试、理论分析和理论计算等方法对上覆采空区积水条件下工作面安全回采技术展开研究.研究结果表明:①由于雨季大气降水沿采动裂缝下渗,造成8105工作面上覆采空区积水;②断层和构造裂隙成为8105工作面与上覆采空区的水力通道;③通过合理布置地面探放水方案,实现了8105工作面的安全回采.     

上覆煤层采空区积水探放水设计可行性研究

针对磁窑沟煤业13~#煤层13101首采工作面上覆10-2~#煤层采空区积水分布情况进行分析,并对垮落带及导水裂隙带高度计算进行了深入的研究,按照10-2~#煤层采空区位置,分别在13101回风巷和13101运输巷布置探放水硐室进行探放水钻探施工,对探放水设计方案进行了详细的阐述,并对探放水效果进行了分析,论证了探放水设计方案的可行性,预计研究成果可以为煤矿采空区积水合理的探放水设计提供一些参考。     

上覆采空区积水影响分析及探放水技术

为了防止豹子沟煤业下部9+10+11#煤层工作面开采过程中出现透水事故,保障工作面的安全开采,通过分析9+10+11#煤层与上部2#煤层之间的层位关系和10105工作面导水裂隙带高度,确定了10105工作面周边上覆2#煤的4处采空区积水对工作面开采的影响情况,从钻场布置、钻孔参数设计、封孔工艺等方面制定了10105工作面上覆采空区探放水技术方案,并进行了现场应用。     

六矿老空积水区探放过程的分析与实践

针对六矿井下老空积水的探放的主要地区即:跨采区的老空积水、掘进过程中上覆采空区的积水、掘进过程中相邻采空区的积水、采煤过程中上覆采空区的积水探放水过程具体分析,有效解决了威胁六矿的采空区积水,为六矿的探放水工作做出了实践经验.     

积水采空区下厚煤层综放开采技术

应用煤层开采覆岩破坏理论,从煤层与上覆采空区空间关系出发,研究综放开采的可行性和安全开采技术方案。分析了新疆库车某矿1005工作面地质采矿条件,类比国内类似条件综放开采实测资料预计其覆岩破坏高度,研究厚煤层综放开采对覆岩含水层尤其是积水采空区的影响,评价积水采空区下综放开采的可靠性,提出"物探探查、钻探验证、疏干再采"的技术方案,最终实现该工作面的安全开采。     

基于EH-4的采空区积水探测与治理

阳湾沟煤矿6203区6号煤层由于历史上开采不合理,上覆采空区可能存在积水隐患,造成后续开采困难。应用EH-4在地表进行采空区探测:3块采空区中6203房采采空区位置最低,与原6201、原6202采空区相互贯通,且与原6201采空区最近距离仅6 m,开采导致的贯通使采空区的积水会由原6201、原6202工作面采空区通过贯通处流向6203房采采空区内,导致采空区内积水。为了保证6203工作面的安全开采,有必要对房采采空区内的积水情况进行打钻探侧,结合地质资料推断并论证了采空区积水的属性特征,确定了井下采空区积水范围和探放水方案,实施了探放水,实现了6203采区6号煤层的安全开采。     

定向钻探技术疏放上覆煤层采空区积水技术研究

通过对千米钻机定向钻孔施工工艺研究,分析成庄矿下组煤1307工作面积水情况,利用千米钻机,向上覆煤层采空区积水区低洼位置施工定向钻孔.通过成功钻孔,将上覆煤层采空区内的积水疏放到下组煤巷道内水仓或水窝中,从而缓解下组煤1307采面在回采时,上覆煤层采空区内积水涌入采面的危险.实现了煤矿井下千米钻机在疏放采空区积水领域的推广,对其他矿区采空区积水疏放有一定参考价值.     

房柱式采空区下部综采工作面矿压显现特性分析

昊达煤矿4205工作面位于4-2煤层,覆岩中存在上覆3-2煤层房柱式采空区,受上覆煤层遗留区段煤柱影响,4205工作面回采过程易出现顶板突然剧烈来压,且来压规律不显著,支架频繁被压毁。通过采用现场实测与理论分析相结合的研究手段,对工作面主要来压原因进行分析,并结合房柱式采空区煤柱破坏失稳理论判据,认为在靠近房柱式或炮采采空区边缘容易出现顶板剧烈来压,且支架直接被压坏的现象,并提出了通过缩短工作面倾斜长度,以减小上部房柱式采空区的横跨区域范围,从而降低采空区顶板大范围垮落的危险性的工作面调整措施,并在现场得到了良好的应用效果,为类似条件的矿井提供了高效安全开采的经验。     

SF6示踪气体在近距离煤层群工作面漏风检测中的应用

近距离煤层群是指在开采本煤层时对邻近煤层有明显采动影响的煤层群。以许疃煤矿7₂28回采工作面为例，上覆存在7₁煤层采空区，在煤层采动影响下形成多种漏风通道，漏风形式复杂，严重影响矿井的安全生产。利用SF6示踪气体连续定量释放法对7₂28工作面及回风巷漏风量规律进行定量研究，在0~150 m（距下隅角距离）范围内工作面主要向采空区漏风，在150 m后采空区向工作面漏风，整体漏风量为93 m³/min，漏风率为4.7%。回风巷在煤层间距薄弱处，存在明显向上覆采空区漏风现象，漏风量为37 m³/min，漏风率为1.9%。通过测试掌握了工作面及巷道漏风规律，针对性地提出预防措施，为该工作面的安全生产提供了保障。     

工作面水害治理技术及效果考察

为确保8716工作面防治水安全,结合晋华宫煤矿8716工作面地质条件和涌水量,对工作面实施地面排水孔和工作面疏水孔进行排水。排出7号煤层采空区积水累计约505.04万m³后,经地面物探和钻探孔验证,发现8716工作面上覆7号煤层采空区内已无大范围的积水,可对工作面进行回采,但回采过程中应加强涌水量观测。     

孟巴矿厚松散含水层下协调保水开采模式

孟巴矿的地质采矿条件具有近地表松散富含水层厚、煤层顶板厚、煤层厚的"三厚"特征,开采煤层覆岩中含有多个含水层组,矿井水害是威胁矿井安全生产的主要因素。在覆岩多水体条件下,为了有效防止近地表厚松散UDT含水层进入井下,导致淹井灾害发生,提出上保下疏的开采水害防治模式。一分层安全开采的关键技术是控制复合关键层的结构稳定,应用初始后屈曲理论解析其稳定性,得出结构关键层的极限破坏长度,通过线性回归给出分层开采覆岩导水裂缝带发育高度预计计算公式,分析确定了一分层开采工作面宽度不超过150 m,限高开采3 m;依据对UDT含水层防护的安全煤岩柱高度确定二分层开采高度,二分层开采后覆岩结构关键层发生破坏,既能够有效疏放LDT隔水层以下含水层水,又能够保证LDT隔水层的完整性,达到UDT水体不发生下泄的目的,保障了矿井安全开采;根据工作面协调减损开采原理,确定开采分层合理错距约为82 m,下分层的巷道布置在上分层开采采空区下的厚煤层分层错距协调限高开采布置模式,实现有效降低了覆岩应力的叠加效应,减轻LDT隔水层的变形破坏程度。开采结果表明:厚煤层分层协调布置开采方法,有效减轻了UDT含水层下LDT隔水层应力叠加损伤程度,保护了隔水层的完整性;一分层限高综采,二分层限高综放开采分次疏放了煤层顶板至LDT底板2个含水层组,解决了矿井排水能力较小条件下的水害防治问题;分层工作面错距协调布置开采方法,有效降低了开采边界导水裂缝带发育高度,减小了LDT变形破坏程度,同时释放了一分层区段煤柱应力,实现了覆岩整体下沉,不但有效地降低了覆岩破坏高度,而且减小了冲击矿压冲击强度,开采期间UDT水位变化幅度稳定保持在一定范围内,实现了多水体条件下上保下疏的厚煤层分层安全开采模式。     

金能煤业公司3122工作面瓦斯综合治理技术应用

金能煤业公司以2#煤层作为3#煤层的保护层。在开采2#煤层3122工作面时,由于保护层与被保护层间距较近,在保护层工作面开采时,下覆被保护层的瓦斯大量涌入上保护层工作面,造成回采期间瓦斯涌出量增大。针对此情况,结合3122工作面实际条件,学用顺层与穿层抽放、采空区埋管抽放、高位钻孔抽放和地面钻井抽放相结合的瓦斯治理技术,有效地解决了近距离保护层工作面的瓦斯超限问题,对相似条件下的工作面瓦斯治理具有借鉴作用。     

祁东矿上覆近距离不采自燃煤层采空区综合防灭火技术

祁东矿几个主采煤层都上覆一层近距离不采自燃煤层。随着工作面的回采,上部不采自燃煤层冒落到下部煤层采空区内,给采空区带来安全隐患。为了解决这个问题,通过分析近距离煤层采空区防灭火存在的问题,找出采空区危险因素,同时提出一套适合祁东矿的综合防灭火技术措施。     

煤田火区影响下综采工作面安全开采防灭火技术

基于对汝箕沟煤矿煤田火区的详细勘察,通过对335综采工作面生产技术条件的深入了解,对可能影响工作面安全开采的火灾隐患进行了分析与排查,并在此基础之上提出了综采工作面安全开采防灭火技术方案。实践表明,对335综采工作面周边的阴坡火区进行注液氮、注浆与罗克休材料处理,封堵阴坡火区与335工作面上覆二1煤层采空区并惰化二2煤层采空区,有效遏制了阴坡火区与上覆二1、二2煤层采空区对汝箕沟煤矿335工作面安全开采的持续性影响,保障了工作面的安全回采。     

大柳塔煤矿多煤层开采覆岩变形破坏模拟研究

针对大柳塔煤矿远距离多煤层开采冒裂带发育及采动影响问题,通过相似模拟和数值模拟计算,系统研究了2个主采煤层开采过程中覆岩垮落、裂隙发育及地表沉陷规律。研究结果表明：浅部2-2煤覆岩主关键层破断后,顶板基岩会发生直达地表的整体切落现象,5-2煤一次采全高长壁开采冒裂带连通上部采空区,形成工作面涌水的导水通道;重复采动岩层与地表移动和变形值增大,非连续性破坏增加;采空区上覆岩体依据主应力分布可划分为双向拉应力区、拉压应力区和压应力区3个区,主应力状态对采动裂隙的形成、发育起着控制作用;采动影响与工作面几何参数密切相关,地表沉陷随着工作面斜长或采厚的降低而减小。研究成果对大柳塔及类似条件下的煤矿安全开采与设计有指导意义。