朱仙庄煤矿“五含”截流帷幕工程设计与应用

为治理朱仙庄煤矿五含水害,提出了“帷幕截流,疏干开采”的治理方案。分析了五含水文地质条件,研究了帷幕结构和建造工艺技术。结果表明：（1）五含岩溶发育,接受太奥灰水强补给,不具备直接疏干开采的条件;（2）对于复合介质通过分区分序施工,套管分层隔离,分段下延注浆的方法可以实现帷幕建造;（3）利用地面定向孔组进行深埋岩溶含水层帷幕建造,可以最大程度提高裂隙的钻遇率,从而提高帷幕截流率,同时减小无效进尺,降低治灾成本;（4）通过注浆前后岩芯物理力学性质对比、压水试验和井下放水试验检验,五含渗透性由中等透水改造为极微-微透水,岩体强度和密度增大,孔隙率下降77.5%,帷幕过水量小于40 m3/h,截流率高达98%,内外五含水位差大于350 m。帷幕根治了五含水害,实现了安全回采。     

煤矿隔离帷幕注浆截流技术

在分析沈村、李沟矿水文地质条件基础上,提出利用天然岩体作为隔水幕墙、选址绕过采空区和在静水压力较高的深部巷道处加厚幕墙的设计思路,给出帷幕注浆截流施工的技术参数,建立了工程稳定性和质量优劣的评价指标.     

煤矿区地面注浆多分支水平井装备及技术

地面注浆技术是煤矿水害防治的有效方法,注浆多分支水平井是地面注浆技术实施的基础。结合矿区地质条件、钻井工艺、注浆工艺等特点,优选注浆井施工用车载钻机、稀土永磁直驱泥浆泵、电磁波无线随钻测量系统、固控系统等装备,并对注浆井钻孔结构、轨迹控制、套管施工等关键技术进行研究。形成一套适用于注浆多分支水平井用钻井装备及关键技术,对煤矿水害防治工作具有重要意义。     

淮北朱仙庄煤矿侏罗系地质特征研究

朱仙庄煤矿北部侏罗系砾岩含水层水害严重威胁下伏8煤的安全开采,在侏罗系钻孔岩心系统观测的基础上,结合钻探和物探资料综合分析,进而探讨了“五含”岩性特征、分布规律和地质结构特征。研究表明,朱仙庄煤矿侏罗系表现为单层结构、双层结构和三层结构的地层组合发育特征,“五含”厚度分布表现为“北部厚南部薄、东部厚西部薄”的特征,西部和南部隐伏露头区“五含”沿其地层倾向方向发生急剧增厚,主要受控于后期构造和剥蚀影响。“五含”构造特征表现为受控于近NS向延伸、向N倾伏向斜构造的发育,W翼平缓、呈NW-SE向展布;E翼相对较陡、为近N-S向F₂₁逆断层所截切。新鲜“五含”主要为致密紫红色细砾岩、中砾岩和粗砾岩,分选性差,砾石成分以灰岩为主,“五含”砾岩成岩后遭受强烈的岩溶和风化作用、且非均质性极强。     

透巷截流注浆技术在矿井水害治理中的应用

介绍了透巷截流注浆技术的技术要点、施工步骤,通过在矿井水害治理中的应用,取得了较好效果。     

立井地面预注浆采用钻井废弃泥浆作注浆材料

介绍钻井废弃泥浆进行净化、降黏等改性处理后用于地面预注浆工程,既解决钻井法施工中大量废弃泥浆排放处理的难题,又节约了黏土原浆的造浆成本,注浆堵水效果良好,兼具经济与环保的优点。     

立井地面预注浆采用钻井废弃泥浆作注浆材料

介绍钻井废弃泥浆进行净化、降黏等改性处理后用于地面预注浆工程,既解决钻井法施工中大量废弃泥浆排放处理的难题,又节约了黏土原浆的造浆成本,注浆堵水效果良好,兼具经济与环保的优点.     

朱仙庄煤矿立体多层次瓦斯综合治理技术

朱仙庄煤矿属于煤与瓦斯突出矿井,开采过程中,瓦斯涌出量增大,制约了矿井的安全高效生产.经过对比分析,该矿确定采用下保护层开采方法,在&"煤底板布置瓦斯抽放钻孔进行瓦斯抽放,掘进期间采用超前探测、煤层注水、边掘边抽措施,回采期间采用顺层孔、高位钻场、采空区埋管以及地面抽放钻孔的立体多层次瓦斯综合治理技术,解决了低透气性高瓦斯煤层的瓦斯治理问题.     

地面返流注浆堵水技术及应用研究

在对注浆堵水技术研究及水害治理实践的基础上,提出了地面返流注浆堵水技术,就其治理掘进巷道突水、采煤工作面突水和隐伏构造突水的堵水机理和关键技术作了探讨,进行了工程应用,结果表明,宿驾窑煤矿和吴村煤矿采用地面返流注浆堵水技术后,堵水率分别为98％和100％,效果明显.     

“L”型地面钻井在塔山煤矿中的应用

为研究塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯高涌出问题,对大同矿区塔山煤矿实施地面L型钻井工程,L型井采用三开井身结构,一开采用φ444.5 mm钻头钻至基岩面下60 m,下入φ339.7 mm×9.65 mm表层套管固井;二开采用φ216 mm钻头导向,φ311 mm钻头钻至480 m,下入φ244.5 mm×8.94 mm技术套管后固井候凝;三开采用φ216 mm钻头钻至靶点866 m完钻,下入φ168.28 mm×8.94 mm技术套管。该成果可为同煤集团矿井大采高综放工作面瓦斯治理探索新的途径。     

赵固一矿地面区域水害治理关键技术

多分支水平井优快精准定向钻进与高效注浆工艺是煤矿区域水害治理2项关键技术。优快精准定向钻井是保障有效揭露目标治理灰岩层的关键,能够有效降低钻进周期,节约钻进成本;高效注浆工艺能够保障所加固目标灰岩层抗水压强度,形成高抗压的节水帷幕,提高施工效率。以赵固一矿地面区域L_8灰岩层水害治理为研究对象,进行了井身结构、钻具组合、钻进参数、钻井液配比等方面的设计优化,以实现位于L_8灰岩层优快精准定向钻进;进行了制浆工艺优化、注浆泵优选及参数控制、注浆管线选取等方面的研究,以实现针对于L_8灰岩层高效注浆加固。为赵固一矿后续高效实施地面区域水害治理工程提供了一定借鉴意义。     

地面预注浆在煤矿采空区治理工程中的应用

根据我国近十年的工程实践,总结了淮南矿区采空区治理的机理和施工技术、治理的标准、采空区注浆治理的范围以及质量检测等基本内容.分析与评价了煤矿采空区地面注浆技术的特点,提出了煤矿采空区注浆治理存在的问题及解决的方法,以期在今后类似工程地质条件下的治理工程提供借鉴的经验.     

黄河北煤田顶底板定向注浆关键技术

为有效解决我国黄河北煤田面临的顶底板含水层双重水害问题,以山东能源邱集煤矿水害治理为例,在矿井水文地质和水害特征分析的基础上,确定了超前主动、区域协同、逢漏必注和安全推进的防治水理念;提出了"顶底板同注+帷幕注浆"的灰岩水害治理技术,采用"梅花式"与"上下穿层式"的钻探方式实现了含水层岩溶裂隙和隐蔽导水通道的有效探查,通过等距离定向钻孔和井上下水文钻孔实时观测技术确保了高质量精准注浆;截至2018年底注浆工程共施工19个主孔,95个分支孔,累计完成进尺64 183.74 m,注入水泥329 035 t、粉煤灰24 845t。结果表明:注浆治理后区域内四五灰和徐灰的水压明显减小,涌水量均小于10 m~3/h,实现了11煤层的安全揭露和工作面试采,说明黄河北煤田定向注浆关键技术可以有效封堵含水层岩溶裂隙和隐蔽导水通道,实现含水层岩溶裂隙和导水通道的高质量精准注浆。     

雅店煤矿井筒破壁注浆技术的应用研究

煤矿水害是影响煤矿安全生产的主要灾害之一,针对雅店煤矿副立井井筒渗漏水问题,采用集中出水点的注浆、环形接茬及出水口周长较大的环形接茬处注浆,井壁微小的裂纹、微孔出水处注浆等综合煤矿井筒破壁注浆技术,优化注浆材料配比、注浆孔布置、注浆压力等注浆参数和注浆工艺,综合分析了煤矿井筒破壁注浆技术在雅店煤矿副立井井筒水害成功治理案例,以期对此类煤矿水害治理工程提供指导和借鉴。     

郑州矿区煤矿开采水害治理技术研究

论述了郑州矿区水害治理的严峻性和可行性,提出水害治理要立足矿井、以防为主、疏堵结合、分类治理。分别讨论了郑州矿区喀斯特发育规律、采矿扰动破坏深度、注浆技术和钻探技术问题,提出郑州矿区水害治理对策。以典型案例说明研究结果在北方煤矿区具有推广意义。     

帷幕注浆技术在丰纪果园煤矿堵水工程中的应用

为了根治丰纪果园煤矿矿井水患威胁,解放该矿东部及东南部上部被淹的原绿洲、大山及周顺矿井的煤炭储量.在分析矿区东南部周边矿井突水原因的基础上,决定采用帷幕注浆堵水技术治理其水患.在施工过程中采用加固帷幕墙、加密补充钻孔、上行式注浆方式、分层分段注浆等措施.注浆后通过取芯、检查孔、排水实验等检验手段,证实该方法对该矿突水治理取得了良好的效果.     

千米盲竖井注浆帷幕围岩塑性劣化特征研究

为了研究凿井开挖卸荷对千米竖井注浆帷幕堵水性能的影响,采用理论分析和数值模拟方法研究了竖井注浆帷幕围岩开挖卸荷塑性劣化特征。建立了轴对称荷载条件下竖井注浆帷幕和外部岩体的组合圆筒模型,采用厚壁圆筒理论对竖井注浆帷幕围岩进行了弹塑性分析,推导了竖井注浆帷幕塑性劣化区半径计算公式,得到了井筒开挖卸荷后注浆帷幕围岩二次应力分布特征和围岩响应曲线。以毛坪矿千米级盲竖井为案例,分析得到开挖卸荷后,竖井注浆帷幕围岩塑性劣化区半径为5.14 m,峰值切向应力为51.69 MPa,最大应力集中系数为1.72。结果表明:凿井开挖卸荷会导致注浆帷幕产生较大的塑性劣化范围,明显减小有效堵水帷幕厚度,不利于保证注浆帷幕堵水效果;竖井注浆帷幕围岩开挖卸荷塑性劣化半径对支护力敏感,增加支护力可有效控制注浆帷幕围岩塑性劣化范围,建议在凿井过程中及时支护,避免注浆帷幕围岩劣化范围继续扩大。论文研究成果可为千米竖井井筒基岩含水层注浆堵水提供技术参考。     

查庄煤矿深部采区治水采煤实践

八层煤深部采区受底板五灰承压水严重威胁 ,通过采用放水试验、物探等手段查清区域及工作面水文地质条件 ;采用高压注浆技术对五灰含水层进行注浆改造 ,通过疏水降压降低五灰水突水系数 ,运用深孔爆破技术强制放顶 ,减小矿压对底板的破坏程度 ,保证工作面安全开采     

地面钻井群联合高抽巷瓦斯治理模式的应用

针对保护层也为突出煤层并采取高抽巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的情况,在保护层工作面创新应用地面钻井群联合高抽巷瓦斯治理模式。论述了钻井群抽采呈现出的基本规律及地面钻井群抽采与保护层工作面高抽巷抽采间的相互配合关系,并指出了应用联合瓦斯治理模式应注意的问题。     

中国煤矿水害基本特征及其主要影响因素

对于底板奥灰水带压开采矿井,在采掘过程中针对其隐伏导水构造的探查与治理是矿井防治水的重点。以黄玉川煤矿6上煤二水平辅运大巷掘进过DF6断层带水害探查与治理工程为例,采用钻探、化探、放水试验等方法,查明DF6断层带为多个断层组成的阶梯式断层带,断层带富水并受到底板奥灰水的补给;采用超前钻探结合帷幕注浆的方法,施工了15个注浆治理钻孔及3个检验孔,对6上煤二水平辅运大巷顺利掘进前方DF6断层带进行治理,治理效果良好,有效保障了6上煤二水平辅运大巷过断层带时的掘进安全。