矿井工作面底板水害综合探查技术研究

针对矿井工作面内底板水害,可利用井下电法穿透技术进行有效探测。利用双巷音频电透视技术和双巷三维并行电法技术在淮北某矿Ⅲ631工作面底板进行探水,实践表明:两种探查技术各有特点,其中双巷音频电透视技术发收分离,采集数据量有限,其探测结果的收敛性稍差,对工作面内底板赋水区定位范围大,适合于进行大范围勘探;双巷三维并行电法技术数据采集量大,目标体收敛性好,其对工作面内底板赋水区的空间范围判断准确,适合于进行精细探查。     

滇东矿区矿井水害音频电透视探测技术研究与实践

针对我国西南地区煤田水文地质条件复杂，煤矿水害的探测技术研究与实践不足的问题，开展了音频电透视探测技术在滇东矿区的研究与实践。研究了音频电透视探测技术的理论基础、技术特点、施工方法等；在滇东能源雨汪煤矿一井采煤工作面开展了音频电透视探测技术的工程实践，可靠地探测到了采煤工作面内部及其顶底板100 m高度范围内富水区、地质构造带等地质异常体的位置、分布及含水性强弱等，经钻探验证，探测成果可靠性高，为雨汪煤矿一井采煤工作面水害防治工作提供了可靠的地质依据，音频电透视探测技术为雨汪煤矿一井精准治理矿井水害，实现绿色安全开采提供了技术支撑，研究与实践取得的音频电透视法视电导率值等参数，填补了滇东矿区音频电透视探测技术研究与实践的空白，可为类似地质条件下矿井水文地质条件分析提供借鉴，具有一定的理论和现实意义。     

音频电透视法在淮南煤矿工作面底板灰岩水探测中的应用

阐述了音频电透视法的基本原理和探测方式,并对淮南某矿12223工作面底板灰岩富水性进行了探测。结果表明,该方法有效查明了工作面底板灰岩富水区分布范围,为工作面底板灰岩水害防治工作提供了依据。     

带压煤层开采底板裂隙发育深度综合研究

为了分析带压煤层开采底板岩体破坏规律,选择成庄矿为工程现场,通过对其不同深度主采煤层底板采动破坏情况经行数值模拟,以及对工程现场底板裂隙实际发育深度的注水试验探测,综合研究带压煤层开采底板裂隙演化规律。结果表明:煤层埋深与煤层采厚对底板裂隙的发育影响不大,工作面宽度与底板岩性为主控因素,另外,工程试验对数值模拟结果的验证,证明数值模拟可作为一种研究带压煤层底板裂隙发育深度的可靠手段。     

邢东矿深部带压开采底板突水特征及控制技术

针对深部带压开采工作面区域注浆治理后底板突水仍频发的难题,以邯邢矿区邢东矿深部带压开采为工程背景,通过现场调研和理论分析已突水工作面突水过程和开采地质条件,获得了邢东矿深部带压开采底板突水特征和影响因素,确定了邢东矿深部带压开采底板突水主控因素;应用弹塑性力学理论从动静载角度分析了不同来压步距对底板破坏深度和宽度影响规律,进而采用数值模拟研究不同来压步距下底板应力场和塑性区演化规律。研究结果表明:工作面顶板剧烈来压突水是邢东矿深部带压开采底板突水主要特征,顶板难以及时垮落是其关键诱因;随来压步距增大,底板应力集中带和卸荷应力拱逐渐向底板深部岩体传播扩展,顶板垮落易产生强烈来压动载效应,底板采动破坏深度和宽度增大,诱发隐伏导水构造活化及深部岩体破坏,贯通底板隐伏构造带等导水通道诱发底板突水。为此,提出了顶板水力压裂卸压以及底板微震监测、采动应力监测、围岩变形监测和承压水水位监测等多参量监测的防治技术。现场监测表明,试验工作面顶板水力压裂后周期来压步距缩短为9.53 m,相比邻近未压裂工作面减小了61.42%,来压动载系数、应力集中系数和围岩变形速度均较小,奥灰水位相对稳定,未形成底板突水通道,底板突水得到有效控制。     

带压开采工作面底板注浆加固防治水技术研究

针对带压开采工作面底板抗水能力差的问题,通过对底板突水性分析,得知底板受动压影响较为破碎,而且受到地质构造带影响,极易引发突水事故。基于此提出了对底板隔水层和灰岩顶部岩层进行注浆加固方案,以实现工作面安全高效回采。     

多频并行电法在煤层顶板防治水中的应用

煤矿水害是矿井安全生产的重大灾害之一,顶板砂岩、灰岩、泥岩的电阻率差异明显,而富水性对砂岩、灰岩的电阻率影响较大,符合多频并行电法探测的地球物理依据,因此可以采用多频并行电法对工作面顶板富水情况进行探测。多频并行电法是以直流电法理论为基础,现场观测频率域电场信号,信噪比高,对工作面底板异常的平面分辨能力相对较好。通过对15309工作面顶板砂砾岩富水性探测及验证结果可知,多频并行电法是一种便捷有效的井下物探手段,能够为煤矿顶板防治水工作提供技术支撑,为煤矿安全开采提供地质保障,也可为其他煤矿类似水害探测及分析提供借鉴。     

木瓜煤矿10#煤层带压开采技术研究与应用

为解决木瓜煤矿10#煤层带压开采的问题,以10-100首采工作面为背景,综合运用理论分析、数值模拟及现场探测等方法,探讨工作面带压开采的安全性,验证采用底板注浆加固措施的可行性,设计具体的注浆方案,工程应用期间通过现场探测验证应用效果,成功实现了10#煤层的带压开采,对类似地质条件下工作面的安全开采具有重要借鉴意义。     

恒源煤矿开采6煤防底板突水治理技术

恒源煤矿6煤层属含水层上带压开采,6煤底板承受的灰岩水压均已超出了隔水层的阻水能力,采前必须将底板部分灰岩含水层,注浆加固成稳定的隔水层,才能避免灰岩水突水事故的发生。由于褶皱构造中关键含水层的层位控制不准,总有部分工作面在投入大量水害探防工程的情况下,出现大量涌水并造成水害事故,为彻底消除复杂构造中底板加固工作面的突水威胁,恒源矿通过"钻孔精确定向、精准判层、终孔层位和孔斜偏差控制"等一系列技术的创新应用,实现了复杂地质构造中强突水危险性工作面的安全高效回采,为同类矿井相似工作面的水患防治,探索出了一套全新的水害防治技术方法。     

矿井电法探测工作面底板潜在突水构造的应用

通过矿井直流电法探测带压工作面底板水文地质条件的应用,结果表明该技术对探测带压工作面底板含水层、潜在突水构造的位置及其分布规律效果好,能及时提供采煤工作面范围内具体的防治水资料,对预防工作面突水、保证生产安全具有重要指导作用。     

工作面全方位瞬变电磁探测水害技术应用

汾西矿务局水峪煤矿全面引进矿井瞬变电磁技术，利用瞬变电磁技术的非接触探测与可灵活控制探测方向的技术优点，并对施工现场进行严格把控，克服其技术缺点，总结和积累了大量现场应用经验，形成了一套行之有效的工作面全方位探测技术方案，攻克了工作面内顶底板水害异常体难以精确探查的技术难题。水峪煤矿严格按照《煤矿防治水细则》和矿务局防治水文件要求，采用自主总结形成的工作面全方位探测技术方案开展物探工作，能有效、可靠地为水峪煤矿的防治水工作提供技术指导。     

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。     

煤矿灰岩层水平井注浆技术研究

通过煤矿底板灰岩含水层水平井注浆加固治理，可较好地解决煤矿底板防治水难题。为了提高水平井注浆加固灰岩含水层的效果，以界沟煤矿东一下采区水平井为研究对象，根据灰岩含水层渗透性特征，确定了扩散半径、浆液类型及配比。结合水平孔钻进情况，运用破壁和清水洗井技术，进行压水试验和静压升压注浆加固治理；确定了注浆压力、终止流量、注浆数量；在注浆顺序、装备选型、水平注浆、效果验证等关键技术进行了研究应用。结果表明，治理区采用扩散半径27 m，灰岩采用水泥浆单浆液；清除泥皮，清水洗井，选配高速制浆和智能化注浆装备，进行孔口分段式注浆，递增升压至10 MPa，注浆量提升至0.8 t/m，有效提升加固治理效果。     

煤层底板薄层高压灰岩水害超前区域治理技术研究

针对煤层底板薄层高压灰岩水害问题,以桃园煤矿Ⅱ4采区10煤底板三灰含水层治理加固为例,通过施工地面定向钻孔组,进入未采区底板三灰后顺层钻进,揭露灰岩裂隙,并进行高压注浆治理,通过分段“探注结合”施工,有效封堵三灰溶隙、裂隙,最终将三灰含水层改造为隔水层,阻隔三灰及三灰下含水层水。结果表明,煤层底板薄层高压灰岩水害超前区域注浆封堵技术是安全和可行的,为其他矿区薄层灰岩水上带压开采提供了依据。     

工作面底板注浆改造施工技术及效果评价

陈四楼煤矿南五、南十五采区所有工作面在回采过程中均发生不同程度的底板灰岩突水,给矿井的安全生产造成较大影响。研究了工作面底板注浆改造施工技术,主要包括断层发育区注浆改造情况、物探异常区施工情况、钻探揭露富水区施工情况以及底板注浆改造情况分析,然后对物探验证方法、钻探验证方法和突水系数评价进行评价。     

巨厚煤层工作面底板突水危险性评价

为准确预测龙王沟巨厚煤层底板突水的危险性，运用五图双系数法对6煤层底板奥陶系灰岩水危险性进行评价，根据工作面底板破坏深度和底板水压资料，计算了带压系数和突水系数，采用Suffer软件绘制了底板破坏深度、底板保护层深度、底板有效保护层厚度、底板水压的等值线图，再根据三级判别标准绘制出带水头压力开采评价图。结果显示:井田西部和3个陷落柱异常区为危险区，井田中部为较危险区，井田东部为安全区。整体来看，龙王沟井田6煤层底板奥陶系灰岩发生突水的可能性较小。     

岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价

岩溶水突水发生过程表现为非线性动态特征，且受到多控制因素影响。为了明确大饭铺煤矿61114工作面开采受底板岩溶水的影响程度，基于区域水文地质特征的研究，以岩溶含水层富水性、底板岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能、底板采动破坏深度、安全水头、突水系数等多个指标，结合物探综合探测成果，对工作面突水危险性进行评价。综合评价结果显示:矿区虽位于准格尔岩溶水径流区内，工作面带压开采危险性较低，但工作面内部小构造较为发育，物探探测工作面内部存在4处可疑岩溶富水区或导水通道，在回采过程中需提前打钻验证异常区，密切关注隐伏贯穿性导水构造。     

智能化综采技术发展及应用现状分析

为了顺利完成矿井“机械化换人、自动化减人”的目标，完善安全科技保障能力，针对目前的智能化综采技术中的问题，在简述国内外自动化、智能化综采技术发展过程基础上，结合铁法能源公司小青矿中厚煤层智能化无人综采技术的成功实践经验，研究了小青矿智能采煤工作面的三大核心技术与四项关键技术，分析了当前小青矿中厚煤层智能化无人综采技术应用中存在的问题，有针对性地提出未来智能综合采矿技术的研究重点和创新发展方向。分析认为，目前智能化开采已经在向智能化开采3.0阶段过渡，在管理理念、投入、研发队伍建设等方面仍需下大力气。随着各种先进技术的逐步推广应用，对智能采矿下一阶段目标的实现进行了展望。     

多分支水平井注浆技术在防治灰岩水害中的研究与应用

采用多分支水平井注浆技术能较好地解决煤层底板高承压奥灰水突水问题，不同地区水文地质条件有所差异，需对其关键技术进行优化。以界沟煤矿东一10号煤层下太灰含水层为研究对象，系统阐述了多分支水平井注浆防水的技术原理和工艺流程，对比了水泥浆液、水泥—水玻璃浆液等性能，优选出注浆液；计算确定出水平井分支长度、分支间距、注入压力、注浆量等注浆关键参数，对现场应用效果进行了评价。结果表明:以水泥浆为注浆材料，水平分支长度在800 m左右，分支间距50 m，注入终压10 MPa，预测注浆量62 635 t；通过注浆成功封堵含水层，使三灰含水层及以上成为有效隔水层，为东一10号煤层开采提供了安全保障。