地面定向钻进技术在煤矿陷落柱突水防治中的应用

为了治理潘集二矿重大突水事故,提出了地面定向水平孔技术截流堵源的方案。潘集二矿12123工作面上、下底抽巷联络巷底板发生突水,瞬时最大突水量达14 000 m3/h,矿井部分被淹。因工作面上方存在湖泊和多个采空区,遂选择地面定向水平钻孔施工方案,即在地面施工一个定向水平堵源主孔对突水点灌注沙石骨料完成充填、形成顶板盖层,再通过主孔由地面注浆站灌注水泥浆完成陷落柱的封堵工作,并施工四个水平分支孔探查了陷落柱形态特征。结果表明,陷落柱导水通道被成功封堵,堵水率达到100%,显示了地面定向水平钻孔技术在陷落柱突水治理中的优越性,为今后类似突水事故的治理提供了宝贵的经验。     

立体多水平分支定位孔快速封堵特大突水点技术

鹤壁某矿1309工作面发生突水事故,突水量1 700～1 950 m3/h,突水峰值为4 291 m3/h,导致淹井。针对突水点位置及突水通道不确定、突水量特大、水压高、地质构造极复杂(隐伏构造突水)等情况,采用垂向钻孔和立体多水平定向分支钻孔相结合的快速封堵突水点技术,以堵源为主,查堵结合,对突水点所在区域底板奥灰、L2灰岩含水层及F1061断层带主要导水通道进行立体化的注浆封堵与加固,形成帷幕切断深部突水通道,堵水效果显著,达到了快速注浆堵水排水复矿、减少矿井排水量的目的。     

堵源法治理奥灰突水技术在淄博矿区的应用

在找不到集中突水通道的情况下，利用井上、下钻孔，直接对突水点附近的突水水源进行注浆堵水，可以节省大量寻找集中突水通道的钻探工程，在尽可能短的时间内，治理奥灰突水。     

打点截源法治理奥灰突水技术在淄博矿区的应用

在找不到集中突水通道的情况下,利用井上、下钻孔,直接对突水点附近的突水水源进行注浆堵水,截住突水水源,可以节省大量寻找集中突水通道的钻探工程,在尽可能短的时间内,治理奥灰突水。     

工作面推进过程中陷落柱滞后突水快速注浆治理技术

以团柏煤矿10-106工作面陷落柱突水注浆治理为例,分析了陷落柱空间结构特征及突水水文地质条件,制订并实施了陷落柱形态探查设计,提出了对陷落柱快速注浆封堵的治理方案。根据陷落柱结构特征及工作面地质条件,确定了快速注浆工艺,设计出堵水效果检验钻孔,最终实现了治理目标。     

压水试验定量评价注浆效果研究

注浆后岩体渗透性和力学强度是反映岩体注浆效果的重要参数,为定量评价注浆堵水工程效果,以安徽某矿奥灰特大突水抢险注浆堵水工程为例,提出采用钻孔高压压水试验方法,对C53太原组灰岩堵源注浆效果进行定量评价。针对高压压水试验过程中岩体渗透性的剧烈变化特征,提出采用紊流渗透定律计算岩体渗透系数。研究结果表明:C53太原组灰岩注浆后表现出良好的隔水性能,阻水性能呈现出高阻弱渗的特点,渗透性等级属极微~微透水,与注浆前弱~中等透水的渗透性等级对比,渗透性能显著变弱,说明堵源注浆效果良好;可根据临界抗渗强度来评价C53太原组灰岩注浆后抵抗水力劈裂的力学强度,经计算其临界抗渗强度为1.83 MPa/m,依据阻水系数消能试验测试原理,注浆后C53太原组灰岩足以抵抗5.64 MPa奥灰水的劈裂破坏,可以消除煤层底板奥灰突水威胁,能够达到堵源注浆工程目的。     

应用地面定向钻治理煤层陷落柱突水问题

朱庄煤矿Ⅲ6213工作面在回采过程中发生突水事故,涌水量达到170 m~3/h。分析得出,造成突水的水源为灰岩水,导水通道为陷落柱,但是该出水点位于采空区,由于回采导致底板破坏,井下不具备治理的可行性。因此采用地面定向钻孔技术对陷落柱及其附近区域进行探查,钻孔揭露导水通道后,采用骨料灌注、水泥粉煤灰双浆液高压注浆技术对导水通道进行快速封堵。最后设计探查加固孔既对陷落柱治理效果进行检查,彻底消除突水隐患。经过历时108 d的治理,突水点的涌水量由初期的170 m~3/h减少到治理后的小于5 m~3/h,Ⅲ6213工作面于2014年11月2日安全完成回采,回采期间工作面无出水现象。     

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%。     

霍州矿区白龙煤矿突水陷落柱封堵技术研究

2007年3月18日霍州煤电集团白龙煤矿2-1101工作面发生陷落柱突水事故,最大涌水量l200m3/h.经分析水源为奥灰系石灰岩含水层,出水通道为2-1101工作面陷落柱.为保证工作面支架、设备不被水泥浆液黏结损坏,又能达到堵水目的,先进行骨料灌注,保护架子设备,后进行注浆堵水,有效地防止了支架设备受损,达到了“保架堵水”目的,保证了矿井安全生产.     

首采工作面突水通道及其封堵技术分析

为治理首采工作面的突水事故,对突水通道及突水水源中的钾、钠、钙、镁离子含量进行分析,根据突水水源及突水情况,确定施工少量的地面钻孔下骨料,施工若干井下钻孔实施骨料灌注和注浆堵水方案,经过注浆堵水工程及井下泵站排水,工作面的涌水量降低至450 m~3/h,底板承压由原来的4.08 MPa降到2.74 MPa,符合恢复开采条件。     

北辛窑矿南翼大巷突水机理及防治措施

以宁武煤田北辛窑矿南翼大巷底板突水为研究对象,通过分析矿区地质、水文地质特征,对比突水前后区内奥灰水文观测孔水位变化,结合突水点水化学分析,研究了该矿突水水源及突水机理。结果表明:2次突水的动态过程相似,最大涌水量和稳定涌水量具有可比性,突水时间与奥灰水文观测孔水位陡降时间吻合,突水点水样特征与本区奥灰水特征基本一致,确定突水水源为奥灰水。F8断层切割奥灰含水层形成突水通道,加之巷道掘进扰动破坏了相对隔水层的稳定性,奥灰承压水克服构造裂隙阻力,引发突水;采用定向钻孔注浆堵水技术,对2个突水点进行封堵,并注浆加固了巷道底板,确保了南翼大巷安全掘进。     

煤层底板区域治理后断层突水原因及探讨北大核心

以桃园煤矿底板区域改造后Ⅱ1028工作面F28断层突水为背景,阐述了突水过程;根据水位、水质和水温分析了突水水源和通道,通过理论公式计算了断层带的底板破坏深度和承压水导升带高度,阐明了突水的原因;利用地面定向孔灌注骨料和水泥封堵了突水通道,探讨了区域治理钻孔布置、注浆方式和材料配比。结果表明:区域治理虽有效封堵了奥灰导水通道,避免了灾害性突水,但粉煤灰-水泥浆在断层带不凝固、钻孔穿陷落柱且在末端对断层的注浆有效压力低,治理效果差,采动断层活化导致突水;对于将受采掘扰动的断层、破碎带等应注入高强度的水泥单液浆提高强度;注浆沿程压力损失量随孔深先大后小,损失速率随孔深递减,注浆钻孔不宜太长;中途分流“短路”压力会整体降低,孔内无压段长度随分流量增大,注浆钻孔经异常构造、巷道底板应进行试压,避免注浆“短路”现象。     

奥灰隐伏陷落柱特大突水的水源判别及治理

介绍了张集煤矿奥灰隐伏陷落柱特大突水的水源判别和治理情况，并对该项注浆堵水工程的技术要点进行了重点论述，对于同类型突水灾害的治理有推广应用前景。     

动水条件下特松软煤层大型突水的封堵技术

介绍了义马煤业(集团)曹窑东井为封堵27080采煤工作面大型奥灰突水,在动水条件下,克服煤层松软、突水点和导水通道位置不清等困难,综合采取在地面向巷道打钻,利用钻孔投料、注浆,在井下施工篦子和隔离闸墙等立体堵水技术的具体实践.     

奥灰岩溶陷落柱特大突水灾害的治理(下)

5.范矿2171奥灰岩溶陷落柱突水的治理范矿2171工作面奥灰岩溶陷落柱在大量涌水的动水条件下如何治理,是中外治水从未遇到过的新问题。由于对突水的水文地质条件与突水点的水文地质结构并不十分清楚,因此必须边勘探边治理,不断修改治水方案,同时也必须不断试验研究,通过实践解决关键技术问题,探索出一套完整的治水方法。 (1)2171陷落柱水文地质条件的勘探:根据从2171工作面上风道钻探的资料,     

四位一体法封堵千米埋深微型隐伏导水陷落柱技术

九龙矿15423N工作面在回采过程中发生采空区滞后底板突水,依据采前所进行的水文地质工作以及该面发生突水后的特点,研究制定了治理突水方案,经治理钻探探测资料证实:该面煤层底板下发育的隐伏微型强导水陷落柱,是导致该面发生突水的主要原因,分析研究了陷落柱大埋深、大流量、高承压的特点,研究制定了骨料灌注、骨料胶结、通道截流、水源加固四位一体法堵源封顶截流的综合治理陷落柱技术,快速高效地根治了陷落柱水害,消除了水患。     

山东霄云煤矿陷落柱突水治理实践

突水是矿山的主要灾害之一,矿井突水一般来势凶猛,常会在短时间内淹没坑道,给矿山生产带来危害,造成人员伤亡。在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区,在构造破碎的地段,常易发生矿井突水。但只要查明水文地质条件,采取措施,矿井突水是可以预防和治理的。山东霄云煤矿1313工作面突水水量大,而工作面无钻孔,两顺槽掘进中发现的9条断层也不导水,判断不是钻孔、断层导水。突水事故发生后,通过水位、水温及水质化验分析,确定为奥灰水,导水通道为隐伏陷落柱。通过对突水点进行盖帽封堵、对突水通道进行注浆封堵,有效地封堵了过水通道,并满足了《煤矿防治水细则》的要求。     

动水条件下煤层底板突水地面注浆堵水工艺

针对华北型煤田底板突水的高压、高温、采深大、治理难度大等特点,根据注浆原理和工程实践提出"将动水转化为静水"的治理理念,建立了系统的动水地面注浆工艺体系,将注浆分为3个阶段:钻探阶段、巷道封堵阶段、注浆阶段,实现了截流堵源、截堵结合,达到注浆堵水的目的。结合具体实际工程,对该工艺进行了介绍,实践表明,该工艺堵水效果良好。     

德盛煤矿特大突水治理技术

针对德盛煤矿特大突水治理的难点,从堵水方案确定、钻孔布置、注浆堵水技术要点等方面进行了分析.确定了注浆堵水的关键技术参数,提出了“围点打援”对突水区域实施有效封堵的技术方案,形成了在动水条件下,以查、找、定、堵、验相结合的特大突水治理成套技术,实现了对突水点和导水通道的彻底封堵,有效地解决了德盛煤矿特大突水的复杂难题.     

动水注浆技术在奥陶系灰岩含水层的应用

根据矿井突水资料及突水点处在奥灰岩溶水强径流带上,并结合压水试验,分析出奥陶系灰岩含水层的储水空间特征。选择合理的灰浆配合比和注浆工序,达到注浆堵水效果。