白垩系含水地层立井突水淹井治理技术

结合五举煤矿主立井在穿过白垩系含水地层时遭遇的突水淹井事故,分析了事故特点并确立治理方案,提出了西部富水地层立井普通法施工突水淹井事故的综合治理技术。以静水位施工水下混凝土止水垫截水为先导工作,实施控制性排水协同壁后注浆封水,最后进行工作面渐进式高压深孔预注浆堵水。介绍了水下混凝土止水垫的参数设计、特制底卸式吊桶和水下自流平特制混凝土配比、水下止水垫浇筑与养护工艺、止浆垫联合加固及渐进式深孔预注浆等技术。成功解决145.68 m水下360.97 m3/h的涌水井筒淹井事故,为西部地区立井普通法施工及其防治水工作积累了实践经验。     

高河煤矿主立井井筒施工综合防治水技术

通过高河煤矿主立井采用冻结法施工过表土含水层,壁后注浆法控制井筒淋水,降低了表土含水层施工难度,减小了表土含水层对施工井壁的压力,使井筒淋水减少了90%以上,为矿井的进一步施工创造了有利条件。     

唐口煤矿主井井简注浆堵水方案及应用

针对唐口煤矿地质条件复杂、涌水量较大等特点,提出了采用单液水泥浆和黏土水泥浆等2种浆液对主井井筒进行地面预注浆。注浆工程竣工后,开挖施工井筒,对整个注浆段剩余涌水量进行实测统计发现:井筒剩余涌水量不足2m3/h,平均堵水率为96.9%,注浆堵水效果显著。     

斜井过向斜构造涌水原因分析及治理

针对山西黑龙矿副斜井在掘进至裂隙发育的向斜轴部时发生涌水,涌水量约120 m3/h,对施工造成严重影响的问题,首先根据水文地质条件及涌水特点,分析判断出涌水水源和涌水通道分别为太原组灰岩水和西沟向斜轴部裂隙发育区;然后针对西沟向斜岩溶裂隙发育,是构造富水带的特点,以＂引水孔排水—注浆堵水—预注浆防水＂为防治水思路,采用注浆封堵掘进工作面出水点和超前探水、预注浆相结合的治理方案;最后采用打检验孔和瞬变电磁超前探测的方法对注浆效果进行检验,斜井掘进后仅局部有淋水现象,涌水量3～4 m^3/h,注浆封堵效果显著。     

似膏体充填开采防止高承压底板水突出研究

以曹庄煤矿81006工作面为试验研究对象,开展了以防止高承压底板水突出为目的的似膏体充填开采系统及工作面底板破坏深度探测研究。研制了以胶固料、矸石粉、粉煤灰为原料的充填材料,构建了地面及井下2部分充填系统,实现了物料的添加、搅拌、输送的自动控制。采用钻孔双端封堵测漏装置,对似膏体充填开采工作面(81006工作面)和顶板垮落法开采工作面(8812工作面)的底板破坏深度进行了现场实测。结果表明,在似膏体充填开采条件下,矿山压力对工作面底板破坏深度显著减小。基于"下四带"理论,分析了似膏体充填开采条件下矿山压力对底板破坏深度减少的机理,证明了似膏体充填开采是防止高承压底板水突出的有效措施。     

大功率矿用潜水泵在煤矿中的应用

 摘 要：针对水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井现有排水和防水系统存在的诸多不足,提出应采用大功率矿用潜水泵进行井下排水。分析了大功率矿用潜水泵的特点和安装布置方式,并对其自动化监控系统进行了说明。最后通过现场应用证明,大功率矿用潜水泵在煤矿井下排水中效果明显,极具推广和应用价值。     

煤矿立井基岩段涌突水事故 统计分析及防治水建议

为了对煤矿井筒基岩段涌突水主控因素体系和涌突水危险性预测提供基础参考资料,对我国近年来煤矿井筒基岩段涌突水事故进行了统计分析,共收集基岩段涌突水案例21个。统计分析结果表明:煤矿井筒基岩段涌水水源按其涌突水事故次数在总事故中的比例从大到小排列依次为砂岩裂隙水、构造导水、岩溶水、松散层水、老空水;瞬时涌突水事故占总事故的61.9%,迟滞涌突水事故占到总事故的38.1%;而且采用地面预注浆后仍发生突水井筒明显少于采用工作面注浆的井筒。     

立井多层超厚含水层工作面及壁后注浆施工

平顶山煤业集团公司十矿北二进风井,全深1 119 m。井筒在15~131.8 m深处,揭露石千峰砂岩含水层,预计涌水量195m3/h左右;在338.3~400m深处,揭露平顶山砂岩含水层,预计涌水量200m3/h左右。平顶山砂岩下部含水层,分别位于井深400~470、520~700和800~880m处,合计330m,裂隙较发育。对石千峰和平顶山砂岩含水层,采用工作面预注浆和壁后注浆法堵水,注浆范围为井深30~400m;对平顶山砂岩下部各含水层,采用壁后注浆法堵水。共进行了22次工作面预注浆、215排壁后注浆,注浆堵水效果良好,顺利通过了各含水层,实现了无水快速掘进。     

风化带井颈段涌水综合治理

新城金矿5号立井开挖至4m深时,开始出现涌水。井筒所在位置,砂层和风化带较厚。涌水如不加以治理,随着井筒下掘,还会下渗,给后续施工带来困难。根据具体情况,临时锁口处采用混凝土封水层封水;井颈段采用多种临时措施治理涌水;井筒施工到基岩段后,进行壁后注浆封水,有效地治理了风化带处井颈段涌水,确保了井筒施工安全和工程质量。     

Assessment and Grouting of Water Inrush Induced by Shaft-Freezing Holes in the Yingpanhao Coal Mine,Inner Mongolia,China

To better understand water inrushes originating from shaft-freezing holes, the hydrogeological conditions and water source were analyzed for a typical inrush case in the Yingpanhao coal mine in western China. The mechanism of this new type of water inrush was identified by considering the stratum movement caused by mining, the concentric annular channels of freezing holes, and the dynamic recharge of multiple aquifers. A new risk assessment model and corresponding grouting method were developed and the problems involving the prediction of water inrush and selection of the optimum grouting position were described. Detailed guidelines for grouting, including the layout of injection boreholes, slurries, grouting pressure and stopping criteria, were proposed. A grouting case targeting this type of water inrush in the Yingpanhao coal mine was introduced. Field studies indicated that open, concentric annular freezing hole channels provide favorable conditions for groundwater migration. The proposed method may effectively inhibit groundwater migration in multiple aquifers and prevent water inrushes through shaft freezing holes and provides an appropriate framework for water inrush prevention for similar mining areas in western China.

     

东河湾铁矿井下涌水治理研究

武安东河湾铁矿3Fe2矿体，井下涌水量1500m^3/h，在疏干排水影响相邻单位用水的情况下，采用井下帷幕注浆堵水方案，使井下涌水量降至400m^3/h。很好地解决了井下排水地面闹水荒的矛盾，并为本矿采矿生产创造了良好的条件，投产2年产量翻一番。     

晋城矿区成庄井田水文地质条件分析

成庄井田为新建矿井 ,下部煤层开采受地下水的威胁。本文通过对水文地质条件的分析 ,揭示矿井充水的可能性 ,进一步分析构造对地下水的控制作用。     

安家岭二号井田构造控水作用及对底板突水影响分析

构造薄弱带形成突水通道,是突水的决定因素,同时也是影响和控制地下水流场的主要因素.因此,查明矿区构造的性质与发育特征,研究矿区主要构造的控水作用以及构造薄弱带的含水层富水性和地下水径流情况,是预防矿井水害的关键.以安家岭二号井工矿井田为例进行分析,以期为矿区防治水工程及水资源规划利用提供重要的决策依据.     

浅埋煤层穿越河道采煤的实践与研究

为防止煤层回采过程中地表水通过导水裂缝带流入井内,威胁矿井安全,基于神府矿区柠条塔煤矿N1201工作面新民沟区域富水区水文地质条件,运用经验公式计算出该工作面回采后,工作面上方地表河流段会形成塌陷区,塌陷后的导水裂缝带高约60 m,使工作面与地表相贯通,通过SF6气体试验得以证实。为此采用在井下设置排水仓、地表安设排水管道、河道裂缝处开挖充填等综合技术防止地表水向井下下渗,结果表明,回采过程中工作面涌水量仅较原来增加了4.7m3/h,实现了穿越河道浅埋煤层安全开采。     

滨海金矿涌水危险评价及涌水量混沌预测研究

针对涌水危险评价中的不确定性及随机性问题,以水文地质条件中10个因素作为评价指标,建立了滨海金矿涌水危险的云模型并进行评价。基于评价结果,对危险中段的涌水量时间序列进行相空间重构;分析了涌水量相点距离演变规律,建立了涌水安全预警机制;结合重构相空间,建立了涌水量RBF神经网络预测模型。研究表明:云模型的评价结果准确可靠;相空间重构揭示了系统的混沌特性,最邻近相点演化放大了涌水量变化的细微特征,为涌水安全预警机制的建立提供了依据;混沌RBF神经网络实现了涌水量的短期精确预测,可为井下安全开采提供技术保障。     

矿区地下水系统演化混沌特性的Lyapunov指数判别

系统的特征指数--Lyapunov指数在表征系统的混沌性质方面起着重要的作用, 是定量描述系统对初始条件敏感程度的参数.根据Pacard和Takens提出的相空间重构技术,首先确定延迟时间和最佳嵌入维数,重构相空间后,再利用Wolf提出的从单变量中提取Lyapunov指数的方法,分别计算了湖南湘中涟邵煤田大水岩溶矿区4个矿井涌水量时间序列的Lyapunov指数,按照混沌特性判别准则,结果表明,在开采条件下,各矿区地下水系统的演化存在明显的混沌特性,这不仅为矿区地下水系统的深入研究提供了理论依据,而且为矿井涌水量预测模型提供了有力的依据.     

Assessment and Prevention of Water and Sand Inrush Associated with Coal Mining Under a Water-filled Buried Gully: A Case Study

Mining under a water-filled buried gully risks a potentially serious water and sand inrush, especially if the bedrock is thin. A case study was conducted at a Chinese coal mine, where the thin overlying overburden was covered by widely distributed gullies. Several empirical formulas and numerical modelling indicated that the overlying strata was almost totally fractured and that all of the conditions for an inrush were met. Pre-mining dewatering and grout injection were initiated. The groundwater table was lowered by 13 surface pumping wells and 33 underground upholes that were drilled around the gully. Those located at the bottom of the gully were generally better in aquifer dewatering than those located at the banks. A barrier was constructed to avoid a water inrush by injecting a chemical grout into the bottom of the buried gully through 25 surface holes. Field observations of the water table, underground water yield, and overburden movement prove the validity of the assessment methods and treatments.     

复杂大水矿床建设井巷过断层突水防治技术

矿山防治水是矿山井下建设的重要环节,白象山铁矿是复杂大水金属矿床,为综合防治巷道过断层时突水,在查清该矿水文地质条件及矿床突水规律的基础上,提出突水防治的依据与防治方法,并以此为依据,完成了帷幕注浆堵水治水方案。对类似特殊水文地质条件下的矿山开采具有一定的借鉴意义。     

地下突水隐患识别与风险预测的改进D-S算法

针对地下矿突水因素的不确定性与时空的随机性,主要应用改进D-S算法开展地下矿突水隐患识别与风险预测,以期为地下矿突水隐患识别和水灾预测与防治等提供有效的理论依据。在考虑地质突水因素的同时,更加注重在生产管理中的人为因素。通过采用专家打分法获取各突水因素的基本概率赋值(BPA),基于改进D-S算法,构建识别框架Ω={突水、临界、不突水、不确定},建立以富水性系数、隔水层系数、水压系数、构造系数、矿压系数、勘探系数、开采系数、预防管理系数为证据体的突水融合决策模型。最后,通过国内某典型矿山进行实际应用,结果与实际情况基本一致,说明所建立的预测模型是可行的。     

神东矿区矿井水开发利用潜力研究

阐述了神东矿区地表水资源、地下水资源及矿井水水资源条件,通过富水系数法建立各矿煤炭产量与矿井涌水相关关系,并用此法预测了各矿未来12年矿井涌水量,同时用充水系数法计算了采空区积水量。在对矿井水水质进行评价的基础上,分析了矿井水开发利用潜力,提出加大矿井水利用效率,科学、合理的开发利用矿井水是解决神东矿区未来水资源短缺的问题的重要途径。