深部底板奥灰薄灰突水机理及全时空防治技术

奥陶系灰岩+厚隔水层夹薄层灰岩+煤层的地层结构模式是我国石炭二叠系煤田带压开采的典型存在形式。尽管隔水层巨厚,由于其中夹有薄层灰岩含水层,导致深部开采时突水灾害仍然频发。由于突水系数的局限性,依据隔水层厚度、底板破坏带高度与奥灰导升带高度之和、突水系数将底板隔水层类型综合划分为极薄、薄、中、厚及巨厚5种类型,淡化突水系数在极薄、厚及巨厚隔水层中的应用。阐述了薄层灰岩在串连奥灰与煤层形成水害的独特作用,定义了深部底板奥灰及薄灰水害概念及突水模式,总结了其五维度特征,概括为充水水源的总源递进、充水通道的面状分散、充水强度的台阶增长、充水时间的滞后出水、充水水源水质的交换吸附,阐明了奥灰水渗透、扩容、压裂、导升经薄灰中转储运形成面状散流的突水机理,提出了相应的突水危险性评价公式P₀>3σ₃-σ₁-P_p+R_m。针对巨厚隔水层且传统井下底板加固甚至区域治理仍无法完全控制深部突水的现状,创新了全时域与全空域四维度奥灰及薄灰水害的"全时空"综合防治理念,空域上井上下相结合、奥灰及薄灰多...     

煤矿薄隔水层开采奥灰水害定向钻探防治技术

从韩城矿区薄隔水层条件出发,研究了桑树坪矿奥灰突水危险性,计算了奥灰顶部岩层的改造厚度,采用定向钻探工艺及注浆技术对桑树坪煤矿3110工作面奥灰顶部注浆改造治理,探明了煤层底板奥灰岩层地质构造及富水性,并对采后工作面涌水量进行预测,形成了薄隔水层开采奥灰水害防治方法,延伸了矿区安全开采下限。     

邯邢矿区大采深高承压水矿井防治水难点及对策

近年来针对邯邢矿区的一些突水事故,对底板奥灰突水特征进行了系统分析。结合突水实例,对大采深高承压水矿井底板奥灰突水致灾关键因素进行了深入剖析,系统地阐述了深部煤层开采底板奥灰水防治所面临的难题,针对性地提出了地面奥灰区域超前治理的防治水对策,变一面一治理为一个采区或一个水平进行治理;将治理目标层由薄层灰岩变为奥灰含水层顶部;变采前治理为掘前治理,目的在于从突水根源上消除奥灰岩顶部存在的地质缺陷,达到深部矿井安全开采的防治水目的,对大采深高承压水矿井防治奥灰水害具有重要的指导意义。     

定向钻进技术在唐家会煤矿区域水害防治中的应用

矿井水害严重制约煤炭的安全高效绿色开采.唐家会煤矿主采6号煤层,煤层顶板受砂岩水威胁,底板受奥灰水威胁,且井田内导水构造发育.采用定向钻孔进行底板隔水层探查,探明了61303工作面底板隔水层的水文异常,通过观测放水量及水质参数变化情况,发现D1、D1-1及D2三个定向钻孔在孔深400 m后存在水文异常区,且存在下部奥灰水的补给,为该工作面的安全生产提供了基础资料.顶板疏放水及底板探查治理的实践表明,井下定向钻探技术能够实现水害的超前探查和防治,在煤矿井下水害防治中具有显著优势.     

深部煤层开采高承压奥灰水害防治关键技术

以峰峰矿区为背景,针对深部煤层开采亟待解决的奥灰水威胁问题,提出了针对深部煤层开采高承压奥灰水害防治的关键技术。利用定向水平井群技术对煤层底板隔水层的薄弱地带及水文异常区等进行注浆加固,封堵潜在的导水通道,增强底板完整性;同时将奥灰顶部一定范围的岩层改造为相对隔水层,将奥灰含水层的作用点向下移,增加了有效隔水层的厚度,可以解放大量原始状态下不可采的煤炭资源。该技术在峰峰矿区大采深矿井推广应用后,防止了奥灰水害事故的发生,保证了矿井安全生产。     

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。     

汾源矿5~#煤底板奥灰原始导高测试与研究

以汾源矿5#煤底板施工注浆钻孔资料为基础,分析了汾源矿奥灰原始导高发育情况及其对煤层开采的影响,得出汾源矿奥灰上马家沟组顶面存在9.1~49.25 m的原始导高;5-101首采面部分区域奥灰原始导高可发育至底板破坏带以上,首采工作面回采存在一定的奥灰突水危险,对5-101工作面进行底板隔水层注浆加固及含水层改造可起到防治水作用,并且对发育有奥灰原始导高的矿井防治水工作也有一定的指导意义。     

山东省宁汶煤田鑫安煤矿3煤层开采水害隐患分析

为了查明鑫安煤矿开采3煤层的水害隐患类型,分析水害对矿井的潜在威胁和空间分布特征,采用现场质询、资料收集、井下踏勘的方法,逐一分析了煤矿大气降水及地表水、第四系砂砾层、新近系砂砾层、白垩系砂岩、3煤层顶底板砂岩、三灰、十下灰、奥灰、老空积水对3煤层开采的影响,排查分析出影响3煤层开采的水害隐患类型为3煤层顶底板砂岩、奥灰水和老空积水;采用“采后导水断裂带内含水层总厚度值”和“突水系数法”对开采3煤层的顶板砂岩充水危险性和底板奥灰突水危险性进行等级划分。研究分析出开采3煤层水害隐患的空间分布特征为3煤顶板水害主要影响矿井中部、老空水主要影响矿井浅部、奥灰水主要影响矿井东部。     

汾源井田主采煤层底板突水危险性分析

奥灰水是汾源井田5号煤层开采的主要水害威胁。采用突水系数法对汾源井田5号煤层底板奥灰突水危险性进行研究。分析了5号煤层底板奥灰水压、开采对底板的扰动破坏,隔水层阻水能力、承压水导升高度、奥灰顶部相对隔水层厚度等因素。结合井田钻孔资料,计算了突水系数,绘制了奥灰突水系数等值线图,划分了井田带压开采安全区、相对安全区、相对危险区和危险区。井田带压开采危安区的划分可为汾源矿井带压开采区采掘方案和矿井防治水工作方案的制定提供参考依据。     

薄隔水层条件下深部山青煤开采双重水害防治研究

针对孙庄矿薄隔水层条件下开采深部山青煤的情况,进行地面区域治理项目的研究和方案设计。在地面采用定向水平钻进技术进入煤层底板大青灰岩含水层中钻进,查找岩溶裂隙、隐伏导(含)水构造并进行封堵,实现了封堵导水通道、增加隔水层厚度、增强煤层底板隔水岩层的完整性及阻隔水性能的目的,将大青灰岩含水层改造成弱含水层或相对隔水层,防治水对象由双重水害变为以奥灰水为主要防治对象的单一水害,为深部山青煤带压安全开采奠定基础。     

峰峰矿区深部煤层开采水害问题及防治对策

为了解决峰峰矿区深部煤层开采奥灰突水问题,分析峰峰矿区深部煤层开采的地质和水文地质条件及面临的水害问题,指出深部煤层开采奥灰突水的途径和特点及目前防治水技术存在的不足之处;对深部煤层开采奥灰突水机理进行了研究;提出全面探查、区域治理、煤层底板注浆加固、分区隔离开采、增加矿井排水能力等深部煤层开采防治水技术途径。实践证明:煤层底板构造全面探查、区域治理是最有效的防治深部煤层开采奥灰突水的技术。     

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。     

锦瑞煤业奥灰水带压开采危险性评价

煤层底板奥灰水是锦瑞煤业主要水害,为了探讨主采煤层奥灰水带压开采的突水危险性,在分析矿井水文地质条件的基础上,采用突水系数法,从大巷层位布置、工作面长度、底板有效隔水层厚度等几个方面,对矿井主采煤层奥灰水突水危险性进行评价,评价结果可为锦瑞煤业奥灰水带压开采提供技术支撑。     

地面定向钻进技术在导水断层治理中的技术研究与应用

随着煤矿开采,上组煤资源逐渐枯竭,矿井向下组煤延伸。开采下组煤主要的水害威胁为奥陶系灰岩承压水,在煤层带压开采过程中,预防奥灰突水成为下组煤开采过程中水害防治的重中之重,其中导水断层为诱发奥灰突水最主要的导水通道之一。为了有效的封堵由断层产生的导水通道,冀中能源股份有限公司邯郸郭二庄矿采用地面定向钻进结合地面注浆技术,对已探查出的采煤工作面附近的张性断层(F292断层)进行注浆加固改造,最终达到封堵断层导突水裂隙、降低奥灰突水风险的目的。实践结果表明,该项工程的实施有效的对F292断层导水性进行改造治理,实现安全生产。     

承压水体上采煤突水危险性评价研究

结合斜沟煤矿地质与水文条件,通过钻探、地球物理勘探以及突水系数法对矿区8#煤层进行了研究,探明了8#煤层与含水层结构位置关系特征以及8#煤层采空异常区及采空积水异常区,获得了8#煤层底板至奥灰顶面间隔水层厚度以及底板奥灰水头压力区域分布特征,最后绘制了矿区8#煤层开采突水系数等值线图。结果表明:8#煤底板至奥灰峰峰组顶面厚度及岩性组合对阻止奥灰水与上覆各含水层间水力联系起到较大作用。隔水层厚度在井田内分布不均匀,8#煤层均位于突水系数小于0.1 MPa/m区域,仅在SK5孔附近煤层底板突水系数大于0.06 MPa/m。8#煤层承压水体上采煤时大部分区域无突水危险性,而在极少部分区域开采前应根据实际情况对煤层底板隔水层注浆加固或对奥灰含水层顶板注浆改造。     

矿井岩溶水害的综合防治技术

马坊煤矿主采煤层9、10煤层受底板五灰和奥灰承压岩溶水的严重威胁。为解放受水威胁煤炭储量,马坊煤矿通过分析底板突水因素,采取了预注浆改造五灰薄层灰岩、构造带的方法及优化回采工作面布置和采取有效开采措施等,摸索出了一套岩溶水害综合防治技术。     

浅析澄合矿区煤层底板奥灰水突水机理

针对澄合矿区煤系基底奥灰岩突水问题,通过现场采动压力对煤层底板隔水层破坏深度的观测试验,分析了煤层底板奥灰水突水机理,为煤层底板奥灰水防治提供了依据.     

张集煤矿A组煤层底板灰岩水害探查与治理研究

以淮南矿区张集煤矿西三1煤上采区1613A工作面A组煤层底板灰岩水害防治为研究对象,具体阐述了灰岩水害探查、治理及安全评价等一套完整的水害治理技术体系.经防治水工程治理后的综合分析,验证了钻孔出水量和水压值较小,水温未见异常,说明工作面底板下的导水裂隙及面内探明的垂向导水构造被有效封堵.依据工作面相关钻孔资料及理论公式,计算得出工作面底板太灰水和奥灰水的突水系数分别为0.0743 MPa和0.0166 MPa,均小于安全临界值,故底板灰岩水不会对工作面回采造成安全威胁.该水害防治技术经实际工程验证后,为受深部灰岩含水层威胁的其他生产矿井提供了宝贵的经验和方法.     

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。     

深部矿井奥灰水害防治技术

通过分析峰峰集团防治水现状,对比目前奥灰水害防治技术,针对深部矿井开采奥灰水害情况,提出时间与空间相结合的地面区域超前治理技术。该技术利用地面水平多分支钻进技术对煤层底板隔水层的裂隙进行探查并进行注浆加固补强,切断奥灰含水层与上部含水层的水力联系,进而增强隔水层阻水性能。