隐伏导水陷落柱的综合防治

皖北矿区任楼煤矿在认真吸取7222面特大水害淹井教训的基础上,应用水文地质综合分析方法快速判识水源、物探和钻探相结合的综合探查方法确定隐伏陷落柱的位置、注浆堵水建造"止水塞(帽)"的方法封堵陷落柱导水通道,从而通过超前治理避免了一次可能淹井的重大水害事故。7218导水陷落柱的超前治理成功是一次由淹井后的被动治水发展为淹井前主动防治的重要实践。     

隐伏导水陷落柱的综合防治

皖北矿区任楼煤矿在认真吸取72 22面特大水害淹井教训的基础上，应用水文地质综合分析方法快速判识水源、物探和钻探相结合的综合探查方法确定隐伏陷落柱的位置、注浆堵水建造“止水塞(帽)”的方法封堵陷落柱导水通道，从而通过超前治理避免了一次可能淹井的重大水害事故。72 18导水陷落柱的超；前治理成功是一次由淹井后的被动治水发展为淹井前主动防治的重要实践。     

综合注浆法建造阻水墙技术

煤矿发生突水灾害后,在突水构造及其位置不明确的情况下,利用独头过水巷道的有利条件,通过灌注骨料和注浆施工建造阻水墙成为最直接、最快速有效的治理方案.论文以东庞矿2903工作面陷落柱突水灾害为例,系统介绍了综合注浆法建造阻水墙的工艺技术与方法.     

双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道

以2010年3月发生于内蒙古乌海骆驼山煤矿特大突水淹井水害治理工程为实例,介绍了一种从地面打400m定向钻孔、适用于静水条件、孔底混合方式的水泥-水玻璃双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术。利用双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术先快速建造阻水墙骨架,再联合运用传统综合注浆法对阻水墙骨架进行注浆加固形成阻水墙实体,经受住了试排水阶段的初期注浆效果检验和最后抢险救援阶段最终抽排水的注浆阻水墙实体强度考验,达到了快速注浆堵水抢险救援的目的,经过事实证明该技术是直接、快速有效的突水水害治理技术,能够为其它突水水害抢险救援方案的实施提供借鉴和指导作用。     

定向构筑阻水塞在陷落柱治理中的应用

岩溶陷落柱严重威胁矿井安全开采,为了矿井安全生产,淮南矿区顾北煤矿采用地面定向技术,对陷落柱采取上下双层交圈超前区域治理的模式进行彻底防治。地面施工2个孔组19个地面定向水平钻孔,分为上下2个目的层对陷落柱影响区形态进行探查,并进行高压注浆治理,于陷落柱影响区顶部形成阻水塞,切断深部岩溶水与煤层间的水力联系。结果表明,治理效果显著,体现了地面区域治理技术的超前性、优越性,为类似陷落柱治理工程提供了宝贵经验。     

导水陷落柱注浆加固方案设计与施工实践

高河能源W1309工作面存在一个导水陷落柱,在开采扰动下易引发陷落柱滞后突水灾害,因此从安全开采角度出发,提出了采用注浆充填的方法对陷落柱可能引发的突水灾害进行防治,通过相关方案实施,实现了陷落柱自煤层底板至60 m垂深范围内奥灰导水通道的有效封堵,为工作面的安全回采创造了有利条件。     

大采深高承压矿井水文地质条件及防治水技术

针对九龙矿煤层埋藏深、开采4号煤易发生煤层底板突水事故的问题,分析了该矿的水文地质条件,发现井田内隐伏强导水陷落柱、开采深度大、4号煤层底板承受的奥灰含水层和大青含水层的水压高是开采4号煤发生底板突水的原因.基于此,提出了强化安全设施建设、查清水文条件并进行超前综合探测、封堵和注浆加固导水通道、合理疏水降压和综合治理等开采4号煤时的防治水技术与对策.     

东庞矿陷落柱特大突水灾害快速治理

东庞矿在发生陷落柱特大突水灾害后,通过物探、钻探综合探测,查清了陷落柱基本形态,制定了有效快捷的封堵治理方案,采取了安全、快速、高效的注浆截流技术,不到半年取得了堵水成功。     

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。     

隐伏导水陷落柱的快速判定与超前治理

根据突水水量、水温、水化学性质，运用逐项排除法确定井下突水水源；使用地面、井下物探相结合，井下钻探验证的方法，快速查出出水通道为隐伏导水陷落柱并确定其位置及发育形态，使用人工受控、劈裂注浆等注浆技术，在陷落柱上方建立了“止水帽”，达到了超前治理，防患于未然的目的，确保了矿井的安全生产。尚需指出：确定水源的关键技术在于水化学分析，建立“止水帽”的关键是注浆加固段的高度及注浆堵水段的层位选定。     

常村煤矿DX22-4陷落柱注浆加固技术探究

常村煤矿为使2311工作面上覆岩层离层注浆效果良好,必须对陷落柱DX22-4进行注浆加固,否则会出现串液现象。文章首先制定了陷落柱DX22-4的勘探方案,发现陷落柱充填物破碎且导水性良好,因此需对堵水塞进行处理。     

带压开采条件下立体加固底板防治水研究

5101工作面为带压开采,且有多个陷落柱穿过工作面,底板强度低、抗水性较差。经分析,带压开采条件下断层破碎带将各层含水层联系,作为涌水通道沟通了各含水层与工作面。通过采用隔水层注浆加固,配合石灰岩含水层顶部岩层注浆改造的防治水方案,成功防止了底板突水,实现了安全带压开采。     

堵水塞框架构建工艺在陷落柱治理中的应用

陷落柱是石灰岩溶洞在地下水溶蚀作用下不断扩大,在地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作用下,有些溶洞发生坍塌引起上覆地层陷落而形成。在奥灰承压区域煤层底板隔层性能大幅下降,极易导致突水事故,国内外也发生过极为恶劣的陷落柱突水事故。受限于探查技术可靠性,井下回采突然揭露陷落柱时,由于陷落柱区域底板岩层极为破碎,采用传统的注浆治理工艺往往对破碎底板形成二次破坏,治理难度较大且效果难以保证,经过多次试验,在某奥灰承压矿井揭露的陷落柱运用了堵水塞框架构建工艺,成功治理了陷落柱,工作面安全推采通过,具有一定的工程实践意义。     

垮塌煤巷内快速构建阻水墙技术

为解决垮塌巷道中充填骨料堆积半径小,阻水墙初步形成时间长的问题,及其初步形成之后,阻水墙及软弱煤巷,容易受突水点内外压差△p作用而失稳的问题,在充填注浆阶段,首次省去灌入骨料,采用了"水泥单浆液充填注浆技术",及"大井回灌助推阻水墙快速构建技术"。结果表明:水泥单浆液的扩散半径大,阻水墙形成有效连接迅速;大井回灌技术降低了△p增大速率,使其保持在阻水墙及软弱煤巷能够承受的范围内,只用42 d便完成了阻水墙的构建。     

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。     

奥灰岩溶水上带压开采区域超前治理防治水技术

针对邯邢矿区煤层开采受奥灰承压水威胁及保水开采的现状,提出了区域超前治理防治水技术,以超前主动、区域治理、全面改造、带压开采为指导原则,该技术在邯邢矿区奥灰含水层顶部区域超前注浆改造中进行应用,以孔口终压1.0 MPa、稳定30 min以上和单孔吸浆量小于50 L/min作为注浆结束标准。试验过程中采用地面多分支水平钻进关键技术,最终达到注浆加固煤层底板含水层及奥灰顶部改造含水层目的,大幅降低煤层底板突水可能性,安全开采出受承压水威胁的煤炭资源。     

动水大通道突水灾害治理关键技术

针对动水大通道及地面无法施工直孔的治理技术难题,以潘二煤矿特大隐伏陷落柱突水灾害快速治理工程为例,在分析突水水文地质条件的基础上,提出了采用定向分支斜钻孔同时对过水巷道截流和突水通道堵源的治理方案。根据以往直孔堵水经验,确立了水力射流骨料灌注工艺和分序分段高压注浆工艺,并给出了骨料灌注关键技术和高压注浆结束标准。根据钻探注浆特征分析,结合淮南矿区陷落柱发育基本条件,推测了导水通道形态特征。注浆堵水结果表明:突水点残余涌水量为0,奥灰水位恢复良好,堵水率100%;堵源分支钻孔单位吸水率均小于0.1 Lu,堵源效果良好,彻底切断了奥灰水与突水点之间的水力联系。     

集中突(过)水巷道阻水墙综合建造技术

煤矿发生突水灾害后,在突水构造及其位置不明确的情况下,利用独头突(过)水巷道的有利条件,通过灌注骨料和注浆截流建造阻水墙成为最直接、最快速有效的治理方案。系统地介绍了在动水条件下集中突(过)水巷道阻水墙的综合建造技术和工艺。     

突水淹没矿井动水巷道截流阻水墙建造技术研究

在突水巷道中通过灌注骨料实现截流堵水的过程涉及多个力学演化阶段,实践中为了快速复矿需更重视堵水效果,阻水墙建造的关键技术问题研究很少受到关注。结合以往工程案例的堵水过程数据,分析了从骨料灌注到注浆截流的水力学模型,提出了阻水墙建造的关键技术参数设定方法,研究了阻水墙内部应力分布状态及破坏机理。研究表明:(1)阻水墙建造可分为4个阶段的水力学模型,即突水稳定阶段的管道流模型、骨料灌注阶段的管道流-低速渗流模型、骨料接顶阶段的高速渗流-低速渗流模型、注浆截流阶段的低速渗流模型;(2)动水中骨料堆积形态是水平和垂向两个维度共同生长的结果,堆积过程与流场存在动态平衡关系;(3)考虑压差、巷道阻力、堆积段阻力、浆液初凝时间4个要素,提出了堆积段长度估算模型,建立了不同灌注阶段巷顶流速的预测方法和骨料粒径选择方法;(4)注浆后阻水墙的最大剪应力发生在距来水方向较近的位置,相较堆积段全部长度,受力影响范围仅为其很小一部分;水压力越大,剪力和轴力越大,但分布状态、影响范围及峰值位置均不变;围岩与墙体弹性模量比越大,阻水体剪应力分布越集中,峰值剪应力越靠近来水方向;当剪应力最大位置首先达到抗剪强度后,剪应力将向下游产生塑性变形直至形成新的平衡状态,否则失稳破坏。     

动水条件下快速封堵煤矿残留水技术

曹庄矿属水文地质条件“极复杂”矿井 ,该井田 94 0 3工作面开采前曾进行底板预注浆改造 ,并在出水后进行了注浆堵水 ,改变了原水文地质条件并使其更加复杂化。通过采取合理布孔、优化双液注浆配比参数等措施 ,实现了快速封堵残留水的目的