巷道揭露破损水文钻孔的注浆堵水治理实践

高河矿E1315进风顺槽掘进过程中揭露2001水文钻孔,该钻孔处于带压范围,导通了顶板各砂岩含水层和奥灰水,且位于巷道正中间,给生产和安全都造成影响。通过在水文钻孔周边施工注浆钻孔封堵顶、底板裂隙,并配合水文钻孔封堵,达到治理水文钻孔突水的目的。     

注浆技术在华北奥灰水害防治中的应用与发展

我国华北型煤田水文地质条件复杂,随着深部资源的大规模开发,煤层底板奥灰突水概率增加,奥灰水害成为华北型煤田深部开采的严重安全威胁。应用注浆技术能够快速封堵突水通道,消除潜在水患,在华北奥灰水害防控方面具有明显优势;历经工作面注浆、井下定向孔注浆和地面定向孔注浆,装备进步推动华北型煤田奥灰水害注浆防治技术持续发展。本文分析了注浆技术在华北型煤田奥灰水害防治中的发展历程,结合奥灰水害超前治理工程案例,分析了实践中地面定向孔注浆技术遇到的问题,指出了区域水害防治地面定向孔注浆技术发展方向。本文对华北型煤田深部开采底板奥灰水害防治具有重要参考意义。     

兖州煤田中深部奥灰含水层水文地质条件研究

基于兖州煤田下组煤开采主要受奥灰水威胁,为了指导该煤田下组煤安全开采,对兖州煤田中深部矿井采用水文地质钻探、水化学测试、岩样测试、抽(放)水试验、含水层水位动态观测等多种探查手段对奥灰含水层进行了综合勘探,并根据勘探成果资料对奥灰含水层进行了综合分析和研究,总结得出了奥灰含水层的水文地质特征规律。研究结果表明:兖州煤田中深部奥灰含水层径流条件较差,相对滞留,但补给充沛,富水性弱到强;Ca~(2+)、Mg~(2+)可作为奥灰水的判别指示离子;奥灰含水层顶部存在有厚度不小于10 m的不富水的相对隔水层段。配合相应的防治水技术措施,实现下组煤安全带压开采是可行的。     

泉上煤矿十_下灰、奥灰富水性及其对煤层开采的影响

通过滕县煤田泉上煤矿井下实际揭露及钻孔资料 ,分析研究了十 下 灰岩、奥灰富水特征及对太原组 1 6、1 7煤层开采的影响 ,对整个滕县煤田 (南部 )所有矿井今后开采下组煤都有重要的指导作用。     

泉上煤矿十下灰、灰奥灰富水性及其对煤层开采的影响

通过滕县煤田泉上煤矿井下实际揭露及钻孔资料，分析研究了十下灰岩、奥灰富水特征及对大原理16、17煤层开采的影响，对整个滕县煤田（南部）所有矿井今后开采下组煤都有重要的指导作用。     

河南大峪沟煤业集团炭煤矿注浆堵水实践

河南大峪沟煤业集团炭煤矿施工水平巷道时发生底板宪水,采取加大排水量、地面钻孔注浆等措施进行治理,但收效甚微.为解决上述问题,在分析突水原因与特点后,提出先封堵巷道截流再钻探延伸封堵奥灰裂隙治源的综合注浆堵水施工的方案.采用地面钻孔、灌注灰砂浆,先形成堵水帷幕,再采用静水注浆工艺和综合注浆的方法,成功解决了炭煤矿动水注浆堵水难度大的问题.     

桌子山煤田棋盘井矿区奥灰水防治技术

分析了桌子山煤田棋盘井矿区奥灰水特征和突水机理,认为对突水通道的探查与治理,是矿区防治奥灰水的关键技术。从水文地质条件分析评价;采区(盘区)精细勘探技术;生产布局要充分考虑奥灰水防治;奥灰水上掘进巷道的防治水技术;奥灰水上采煤工作面的防治水技术;实施防治水应急救援等6个方面,杜绝奥灰水害事故发生。     

东庞矿特大突水灾害治理

东庞矿4．12奥灰陷落柱特大突水灾害治理，通过物探、钻探等综合勘探，查清隐伏含水、导水构造形态后，采取地面打钻、注浆封堵过水巷道等措施，提前复产1年时间，减少了灾害损失。     

矿井综合物探技术在封堵特大型突水中的应用

为了缩短工期和有效封堵华兴矿27080工作面采空区特大型奥灰突水,通过采用天然电场选频法、瞬变电磁法和超低频遥感探测法等3种综合物探手段,将探查出来的物探异常区的重叠区域作为疑似奥灰富水区和导水通道的位置,并据此调整堵水方案,在物探异常区的重叠区域补打2个钻孔;通过新老钻孔对富水区域进行注浆充填堵源,2个月内封堵率达到100%;钻探、注浆和效果均验证了所圈出的疑似奥灰富水区和导水通道位置的可靠性。实践证明：采用综合物探技术,能弥补单一物探方法的缺陷,将重叠的异常区作为靶区更加可靠和有效。     

地震目标勘探实现奥灰水研究的可能性

在中国的大部分煤田，奥陶系灰岩中的水是煤系地层水的主要来源，因此奥灰水的研究对井田煤层开采顶，底板突水问题的解决具有重要的意义。由于煤层与周围介质间较大的波阻抗差形成对下伏奥灰系地层反射的屏蔽作用及煤系地与和奥灰系间的较小间距，使得目前煤田高分辨率地震勘探对奥灰顶界面及其内部结构的识别存在一定的难度。应用三维高分辨率目标地震勘探，已成功地解决了塔里木轮南地区深目的层（5500m)的奥灰风化剥蚀面的喀斯特岩溶地貌问题。如果将这项技术推广应用到煤田地震勘探中，在煤田地震数据的野外采集和室内处理解释上精心设计，特殊处理，对煤田奥灰水的研究也会起到启发的作用。     

截流、堵水、疏水降压开采小青煤

二矿系峰峰煤田改建的老矿井之一,井田位于鼓山中部、东麓。断层将其切割成南区、北区、东南区3个独立采区。有7层煤可采,矿井最低生产水平为-390m。1982年1月止上4层煤还剩74.1万吨,而下3层煤除局部可采外,其余均因受奥灰水的威胁而列为低级储量。为了延长矿井寿命保持设计生产水平,根据我矿地质及水文地质特点,采用了帷幕阻截主要补给水源,封堵大的底板突水点,以石门巷道及钻孔揭露含水层,有控制的疏水降压等综合治理的方法,安全开采出了受奥灰水威胁的小青煤。     

肥城煤田奥灰顶部注浆加固可行性分析

针对肥城煤田不能够采用疏水降压的方法实现受奥灰突水威胁煤层安全开采的情况,开展了奥灰顶部注浆加固可行性试验研究。通过大量的钻孔资料统计、井下奥灰孔钻探工程、奥灰岩样X-衍射、显微镜下鉴定,获得了肥城煤田奥灰顶部岩溶裂隙宏观和微观发育特征,得出了肥城煤田奥灰顶部注浆改造的最佳深度是进入奥灰20 m的结论。以肥城曹庄煤矿101002工作面为试验对象,对该工作面奥灰顶部进行了注浆加固工程,通过注浆前后的物探及钻探勘查成果对比分析,验证了该结论的正确性。生产实践证明,通过注浆加固奥灰顶部岩层,能够实现高承压水体上煤层的安全开采。     

井下高承压水钻孔施工技术探讨

白庄煤矿位于肥城煤田中西部,随着下组煤开采,奥灰水的威胁日益严重,奥皮水属于高承压水,由于目前对奥灰水的防治尚无系统的理论依据和具体方法,为查明奥灰水的水文地质条件,探索防治奥灰水的有效途径,决定在井下施工高承压奥灰水钻孔.     

黄河北高王地区矿井涌水量研究

本文利用井田内勘探钻孔实际抽水试验资料,采用大井法承压-无压水公式(第一种方法),和新阳煤矿实际矿井涌水资料,采用类比法(第二种方法),预算先期开采地段第一水平的矿井正常涌水量;利用相邻煤田或矿井含水层初揭涌水量与正常稳定涌水量的关系预计矿井最大涌水量,作为矿井设计的依据。此外利用井田内勘探钻孔徐、奥灰实际抽水试验资料、采用大井法承压水公式预算徐、奥灰的可能涌水量,作为灾害水量,供矿井设计抗灾排水能力时参考。     

石炭二叠系井田立井奥灰水害探查治理技术

为了消除塔山煤矿四盘区副立井掘进过程中底板奥灰突水的潜在威胁，对副立井井底水窝奥灰水害进行探查、注浆改造和加固治理，在井筒周围共设计施工了17个钻孔，其中，16个钻孔终孔位置分别对称均匀布置在井筒外30 m范围和奥灰含水层下30 m。探查结果表明，井筒东南部奥灰含水层富水性大于井筒西北部，裂隙发育东南也较西北强。注浆结果表明，注浆后出水量、吸水率均远小于注浆前，且注浆后吸水率均小于标准值0.01 L/(min·m·m),表明煤层内裂隙已达到充填加固封堵的作用。     

桃园煤矿F28断层突水原因及堵水技术

以桃园煤矿工作面底板超前区域治理后F₂₈断层突水为背景，阐述了突水过程，分析了水文地质条件、长观孔水位、突水水质和水温，基于经验和理论公式计算了“下三带”厚度，综合分析了断层突水原因，利用地面定向孔罐注骨料和水泥，封堵了突水通道，井上下联合验证了堵水效果。结果表明：区域治理将三灰含水层改造为隔水层，切断了太灰与奥灰的水力联系，F₂₈断层突水与奥灰无联系；突水原因是特殊地质条件下，注入的粉煤灰-水泥浆不凝固，断层带裂隙充填不充分，再开采扰动下断层活化导致突水；利用地面定向孔注骨料和水泥技术，以及改进的骨料连续灌注工艺，完成了断层导水通道封堵，经水位动态和井下钻孔验证，堵水率达到100%。     

新汶煤田奥灰岩溶横向发育特征及径流网络预测北大核心

奥灰岩溶水害是制约华北型煤田深部开采的关键因素,复杂的岩溶水网络是灾害频发的主因。运用钻探、地球物理探测、岩心X-衍射及水文地质试验等技术手段,对新汶煤田(东区)奥灰岩溶裂隙横向发育规律进行综合研究,查明岩溶裂隙横向分布主要受构造破坏作用形成的各种断裂构造和奥灰埋深的控制;选取断裂构造裂隙发育指数、奥灰水温异常值和钻孔涌水量3个指标作为岩溶裂隙发育程度、岩溶通道和奥灰富水程度的有效指标,建立了基于遗传算法优化支持向量机的奥灰径流网络预测模型,预测了奥灰径流网络在横向上的分布;通过水位分析,确定了奥灰径流网络的渗流场方向。结果表明:在煤田中深部,主径流带与主构造NW向F_(10)断裂带的展布方向大致平行,深部强径流带主要受主干断裂带的控制;而浅部存在3个平行于NE向断裂带发育的径流区域,主要是断层裂隙空间受浅部交替强烈的地下水改造形成。     

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。     

开采17煤对底板导水破坏深度的研究

山东泉兴矿业集团泉上分公司目前主采的17煤下伏十二灰、十四灰、奥灰含水层。2005年初委托山东科技大学施工了一个探测十二灰、十四灰、奥灰水压力的综合钻孔。经过1年多的连续疏水降压观测，水量、水压符合滕南煤田（南部）奥灰含水层动态变化趋势。为确保安全开采，泉兴分公司委托山东科技大学地科学院进行17煤开采底板破坏深度探测研究，并根据观测成果，分析预测17煤带压开采过程中底板突水的威胁性。     

黄河北煤田顶底板双灰岩水害分析及防治技术

为了研究黄河北煤田下组煤开采所受水害问题并制定防治方法,通过分析区内主要水害类型及其对矿井安全生产的影响,得出11煤开采主要受直接顶部四五灰涌水及底板徐灰突水威胁,同时两含水层均与奥灰存在密切水力联系;基于黄河北煤田11煤特殊水文地质条件,提出"顶板灰岩帷幕截流,底板灰岩区域治理"方法治理顶底板双灰岩水害,并应用于区内典型矿井,同时探讨了水害治理效果。结果表明底板徐灰治理效果较好,顶部四五灰帷幕需全部搭接才能检验截流效果。