煤矿采空区上覆岩层裂隙带透水治理研究

针对矿井地质构造和上覆岩层裂隙带影响,上覆砂岩含水层在采空区出现大面积滞后出水,出水通道具有多样性、复杂性和范围大等特点,以及地面直钻孔注浆堵水效果不佳的问题,镇城底矿对水文地质条件进行探查,施工定向水平主孔和多个水平分支钻孔,通过采取地面定向钻孔注浆技术,在煤层顶板裂隙带中形成隔水层,实践取得良好的注浆堵水效果。     

煤层底板地面注浆堵水技术

以峰峰集团梧桐庄煤矿二采区182201工作面地面注浆堵水工程为例,介绍了水文地质条件复杂、受煤层底板承压水威胁的矿井煤层底板地面注浆堵水技术。注浆钻孔隔离煤层采空区(或煤层)的套管头位置偏离设计套管落点坐标水平距小于5 m;定向分支钻孔每打一个定向段要测斜一次,保证定向准确。注浆要连续,根据实际情况调整水、灰配比;注浆吸浆量小于50 ml/min,孔口压力达4 MPa,持续时间10 min以上。     

深井顶板水害定向钻孔及控域注浆关键技术

煤层开采易引发工作面顶板大面积突水灾害,注浆治理技术为有效的水害治理手段。针对王楼煤矿工作面开采过程中顶板侏罗系含水层突水灾害治理难题,根据构造动力学分析导水通道及集中出水点,采用地面定向钻孔及控域注浆技术堵截导水通道。结合工作面监测涌水量、水文观测孔水文变化及物探结果分析可知,注浆堵水效果显著。     

杨庄煤矿封闭不良钻孔治理技术应用

受采掘活动影响,杨庄煤矿Ⅲ610机巷放1孔组各钻孔套管封闭受到破坏,底板存在突水风险。为消除水害隐患,分析了煤层底板太原组上段灰岩含水层之间关系及各含水层富水性,统计了各含水层涌水量情况,选取治理关键层位,最终决定采用地面定向钻高压注浆治理技术针对性治理封闭不良钻孔水害问题。通过地面定向钻探、高压注浆组合工艺的实施,使放水孔孔底位置灰岩含水层岩溶裂隙得到充填加固,彻底切断导水通道,阻隔出水水源,总涌水量由350 m³/h逐步衰减至4 m³/h,堵水率达到99%,彻底根治了封闭不良钻孔水害问题,治理效果显著。     

地面区域水害治理技术在赵固一矿的应用

为了解决赵固一矿18采区煤层底板灰岩含水层水害威胁,在传统的井下注浆堵水技术基础上,结合地面定向水平孔技术,提出了煤层底板水害地面区域超前治理技术,介绍了赵固一矿二₁煤底板L8灰岩地面区域水害治理方案,总结了施工过程中的钻孔和注浆关键技术及其实施过程。采用分支孔“跳孔”注浆技术,在治理区域共注浆43次,注入干料94 277.30 t,水泥33 317.70 t,黏土46 892 m³。区域水害治理施工参数能够较好地反映底板灰岩改性加固效果,在两侧分支孔注浆施工后,中间孔每米注入干料和钻孔单位吸水率均大幅减小,表明前序孔通过注浆施工后,已经对该孔附近的裂隙进行了一定程度的充填和加固,地层的渗透性明显降低,间接验证注浆效果。探孔作业结果表明,应用地面区域水害治理技术已将L8灰岩改造成了弱含水层,治理效果良好。研究成果可为赵固一矿及其他矿区煤层底板含水层治理提供依据。     

定向水平井封堵薄灰残余出水点技术研究与实践

针对牛儿庄矿56603工作面大青灰岩残余出水点确切位置不定且较分散、井下封堵不具备施工条件以及地面立井封堵探查效率低、工程量大的难点,提出采用地面定向水平井技术进行探查封堵并成功实施,堵水率100%。实践表明,应用地面定向水平井技术对薄层灰岩出水点进行探查封堵,提高了钻孔对薄层灰岩内导水裂隙、断层等导水通道的探查效率,解决了过去立井堵水对导水通道探查效率低、工程量大的问题;通过对揭露的薄层灰岩导水通道进行注浆封堵,能够实现对残余出水点的截流堵源,从而实现对薄层灰岩残余出水点的有效封堵。     

千米钻机定向钻进技术在矿井防治水中的应用

赵固一矿为了有效控制二1煤层底板L8灰岩及下伏高压含水层向采掘工作面突水,对该矿含水层水压高、隔水层厚度薄等水文地质条件进行了分析,结合目前防治水工程中普通注浆钻孔的应用情况,提出将近水平定向钻进技术应用到矿井防治水工程中,采用近水平定向钻孔结合地面注浆站造浆对煤层底板进行注浆加固。实践表明,该方法的应用成功阻隔了二1煤层底板高压水的向上突水通道,对导水裂隙和构造进行封堵,确保了矿井的安全生产。     

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.     

刘庄煤矿回风井井筒地面预注浆技术

针对高角度裂隙发育的石英砂岩这类有特殊性的含水层,吸取刘庄煤矿东区几个井筒注浆施工的经验、教训,在西区回风井井筒地面预注浆堵水工程中,研究采用了环绕井筒沿切线方向打定向斜孔、增加钻孔密度、提高钻孔揭露高角度裂隙的机率等注浆技术,取得了良好的效果。着重介绍了注浆技术方案、施工工艺、注浆效果及经验、体会等。     

综合注浆技术在港道堵水中的应用

在治理矿井涌（突）水，堵住涌（突）水水源的同时必须防止临近区域受压产生新的突水而影响矿井的安全生产。在开滦东欢砣矿－500m水平201绕道废巷注浆堵水工程中，充分体现了“一防二堵”的施工理念。该工程为一利用现代综合注浆技术治理井下明水的典型案例，采用了定向造孔技术，在地面向需要加固注浆范围内的岩层施工分支钻孔进行注浆，然后根据注浆的不同阶段及岩层裂隙的发育情况采用了不同类型的浆液进行注浆以达到预期的堵水效果，取得了巨大的经济效益和社会效益。     

定向钻孔技术在我国煤矿地层注浆改造中的应用及发展

首先介绍了我国煤矿定向注浆的两种主要方式,即:小位移的"S"形定向钻孔井筒地面预注浆、大位移的"L"形定向钻孔地层大面积注浆(包括地面常规水平定向钻孔注浆、利用已有地质钻孔的地面水平定向钻孔注浆和井下水平定向钻孔注浆),实现了煤矿立井井筒地面"S"形定向钻孔深度与地面"L"形定向钻孔水平位移均超过1000m的岩层注浆改造。其次,指出随着煤矿开采不断向深部延伸与单个工作面规模的不断增加,定向钻孔注浆技术面临的理论、工艺与装备、效果检查与评价等问题。最后,指出应加强室内动水岩层注浆模拟试验台研制与注浆模拟实验研究、深部地层注浆效果探测方法与受注地层浆液扩散规律(尤其是水平定向钻孔注浆)研究、注浆效果的探测,找出影响深部地层浆液扩散的主要因素,揭示浆液扩散的规律。可为煤矿深部地层注浆方案的制定提供参考,也为定向注浆技术的研究指出了方向。     

穿越富水煤层段井巷防治水技术研究

为解决陕北侏罗纪煤田内个别矿井受到的严重煤层水害问题,以榆横北区巴拉素井田为例,对其井巷工程穿越富水煤层段防治水技术进行研究。巴拉素井田2号煤层裂隙发育、沟通联系密切,局部存在高压强富水地段,通过井上下联合的钻探、注浆工程对其巷道通过富水煤层段进行水害超前防治。具体主要采用钻孔探查、帷幕注浆、水化学测试、理论分析、孔中窥视、揭露验证等方法,探究了该类水害条件下的矿井防治水技术。结果表明：井下局部煤层水压可达3.81 MPa,单孔最大涌水量198 m³/h;通过钻孔高压注浆形成局部阻水帷幕,单孔起压至约10 MPa可完成煤层水封堵;治理后的钻孔出水pH值在12.20～12.58,平均约12.32,呈强碱性,水质类型大多为OH·SO₄-Ca·Na型,证明其注浆材料已充分进入煤层裂隙中;各钻孔之间存在水力联系,结合一次注浆、二次扫孔后的地面注浆压力、钻孔水量水压等数据变化情况,分析判断其封堵效果良好,计算总水量衰减约97.5%以上;通过钻孔窥视进行直接观察,发现注浆治理后的煤岩层段裂隙基本不再出水;根据施工验证钻孔发现注浆改造区域钻孔涌水量不足1 ...     

定向孔注浆技术在田兴铁矿水灾治理中的应用

透水是矿井常见的主要灾害之一。矿井透水事故发生后,在地面施工定向注浆钻孔,通过注浆,对涌水进行封堵,是一种安全可靠的治水方案。田兴铁矿-480m水平巷道水灾治理中,运用定向钻进技术,克服地形限制,在工业广场内布孔,将钻孔钻至透水巷道,进行注浆堵水和加固,成功地封堵住了涌水,取得了很好的效果。     

龙固矿2#辅运大巷底板涌水段探测及注浆技术研究

在不影响2#辅助运输大巷正常运输的前提下,按照深部注浆减水的思路,直接通过钻孔对出水段灰岩层内的裂隙进行封堵,注浆浆液在灰岩裂隙中随水向巷道内运动扩散,从而达到在灰岩内堵水和加固巷道围岩裂隙的目的,实现堵水和加固并重的目标.     

薄层灰岩地面水平分支孔超前探查治理地质构造技术

针对矿井深部煤层开采受底板高承压奥灰水威胁的难题,羊东矿引入水平定向钻探先进技术,对8466工作面进行了地面区域治理。通过研究实践钻进中遇到褶曲、断层寻找大青薄层灰岩的方法,注浆封孔后高效率钻进等关键技术,在厚度为5.5 m的大青薄层灰岩中成功地施工了长距离水平分支钻孔,对地质构造进行了超前精准探查,注浆治理了导水构造和岩溶裂隙带,加固了大青薄层灰岩含水层。采用物探、钻探两种方法,对注浆治理效果进行验证,达到了封堵导水通道和加固煤层底板的目的,保证了工作面的安全开采。     

古汉山矿15081面水害治理关键技术

为解决古汉山矿15081工作面水害及确保工作面高效安全生产,采用地面精准定向钻孔技术与地面注浆技术对二1煤层底板L8灰岩实施加固。针对精准定向钻孔技术、地面注浆的注浆设备、注浆工艺流程、注浆量计算方法及注浆结束标准及封孔进行分析与研究,分析与阐述了古汉山矿15081工作面注浆量影响因素及解决方案。     

千米钻机在煤层底板注浆加固防水工程的应用

针对赵固一矿采用全液压钻机施工常规钻孔进行煤层底板注浆改造存在的问题,利用ZDY-6000LD履带式全液压钻机的定向钻进技术进行造斜钻进,并在工作面进行分支钻进,完成了煤层底板注浆加固定向钻孔的施工。实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,起到了区域煤层底板注浆超前治理、增加钻孔钻遇含水层的有效孔段、提高钻孔钻遇裂隙率、对地质构造进行超前探测等方面"一孔多用"的作用。     

千米钻机在煤层底板注浆加固防水工程的应用

针对赵固一矿采用全液压钻机施工常规钻孔进行煤层底板注浆改造存在的问题,利用ZDY-6000LD履带式全液压钻机的定向钻进技术进行造斜钻进,并在工作面进行分支钻进,完成了煤层底板注浆加固定向钻孔的施工。实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,起到了区域煤层底板注浆超前治理、增加钻孔钻遇含水层的有效孔段、提高钻孔钻遇裂隙率、对地质构造进行超前探测等方面"一孔多用"的作用。     

综放工作面回采煤体出水快速治理技术

根据东坡煤矿912工作面煤体出水及治理复产工作,研究了综放工作面煤体出水的治理技术。制定了工作面出水后的处理思路,分析了912工作面煤体出水的水源和通道,研究了煤体出水的机理和特点,设计了注浆堵水的方案,实现了工作面跨断层回采。研究认为,综放工作面煤层出水后,先停采查明水源和通道,并根据煤体出水未揭露构造带、水量小的特点,由远及近布置注浆孔,最后在支架下采用水泥-水玻璃双液浆封堵出水口裂隙,再对断层带进行全面加固后,工作面可迅速复产并安全推过断层带。     

复杂煤层条件带压封孔技术研究

四川华蓥山龙滩煤矿属于煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重。煤质松软、裂隙发育,属近水平煤层,常规封孔方式非常困难,且效果不理想,严重影响瓦斯灾害治理效果。龙滩煤矿提出两堵一注带压封孔方案,即封堵钻孔前、后两端形成注浆密室后利用高压注浆封孔泵带压注浆的封孔新技术并应用在煤层预抽钻孔中,龙滩煤矿利用带压封孔先进技术,在瓦斯综合治理方面获得了突破性进展。