地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术与装备研究

为了实现煤层底板超前注浆治理的目的,对地面L型定向钻孔煤层底板注浆加固原理、钻探设备、钻孔设计及钻进工艺进行了系统的研究,形成一套完整的技术与装备。通过赵固一矿18011工作面二_1煤层底板L_8灰岩含水层注浆加固现场实验,表明研究的钻探装备和钻进技术稳定可靠、工艺先进、煤层底板注浆加固效果良好,不仅丰富和完善了煤层底板水害防治技术,而且实现了区域煤层底板超前注浆改造,对安全高效开采大采深矿井高承压水煤层具有重要意义。     

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。     

定向分支技术在浅埋深薄含水层治理中的应用

孙庄矿经过40余年的开采,上部煤层已经枯竭,仅在深部山青煤尚有部分煤炭储量,因受下伏大青灰岩含水层水和奥陶系灰岩含水层水威胁,至今尚未开采。为解决孙庄矿工作面底板水害问题,在地面施工定向水平钻孔,对平均厚度为5.5 m的大青灰岩进行注浆加固,将大青灰岩含水层改造为弱含水层或隔水层,增加661工作面山青煤层底板隔水层厚度,地面钻孔施工完毕后,通过井下钻孔取芯放水验证,大青灰岩含水层水量由治理前的15～138m~3/h转变为注浆治理后的0.6～8.1 m~3/h,说明大青灰岩含水层治理效果明显,为解放受水害威胁的浅埋深、薄含水层加固治理提供了经验和技术支撑。     

L型地面钻孔注浆技术在矿井水害防治中的应用

为治理辛安矿216采区可能发育有隐伏的陷落柱、断层和裂隙等导水构造的水害区域,以大青灰岩含水层为目的层,在地面施工定向多分支水平注浆钻孔,进行区域水文地质探查与全面预注浆加固治理,完成查明水文地质情况、封堵奥灰水导水通道的基本任务,大幅降低煤层底板的突水概率,提高了井下探巷掘进及采区回采的安全性。工程共设计钻孔16个,目前已完成1个主孔,6个分支孔,钻孔水平段最长达1 031 m,单孔水泥用量达3 280 t。钻孔质量、注浆质量均达到矿方要求,注浆工艺参数达到或超过相应技术指标。     

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。     

地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术应用

为了进一步提高矿井岩溶水害治理技术的可靠性,降低工作面水害威胁,解决矿井面临的太原组上段灰岩岩溶裂隙发育、 水压高、 富水性强、 井下钻孔施工工程量大、 施工工期长等安全技术问题,陈四楼矿在南翼2506工作面(里段)实施了底板水害地面区域治理工程,选取L8灰岩含水层作为目标层位,施工1个主孔,13个分支孔,累计钻探进尺...     

巨厚推覆体下奥灰水害探查治理定向钻进技术

为有效治理新集二矿巨厚推覆体下底层煤开采面临的奥灰水害问题,依据在空间上以采区为单元的区域治理、在时间上超前治理和在注浆对象上由煤层底板C~Ⅰ_3和C~Ⅱ_3转变为C_3~(12)灰岩的治理原则,采取地面定向钻进技术对2201和2301待采区施工2个主孔、26个分支孔,累计进尺为28562.42m,累计注入水泥量为6278.13t。研究结果表明:地面定向钻进探查注浆技术实施后,区内观测奥灰水位的水0101长观孔水位较注浆前上涨了68.37m,太原组灰岩含水层富水性明显减弱,井下探放水钻孔单孔涌水量均小于5m~3/h,保障了2201和2301采区10个工作面能够安全回采,解放煤炭资源储量约952.5万t。     

煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备

将定向钻进与底板注浆加固技术结合,利用定向钻孔实现煤层底板超前注浆加固是现有底板水害防治方法的重要创新。系统研究了定向钻孔超前注浆加固原理、钻进装备、钻孔设计方法和钻进成孔工艺,形成了一套煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备。通过在赵固一矿11151工作面现场试验表明,研究的钻进技术和装备稳定可靠,工艺先进,底板注浆加固效果良好,丰富和完善了煤矿底板水害防治手段,实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,对煤矿安全高效开采意义重大。     

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。     

巨厚冲积层薄基岩煤层底板区域防治水地面定向钻探技术

赵固一矿18011工作面上覆巨厚冲积层,煤层顶板基岩较薄,应用地面定向钻探注浆技术改善采煤工作面底板状况,消除煤炭开采时底板突水水害威胁。通过应用地面多分支定向钻孔技术,全面覆盖工作面探查治理区域,有效降低钻探施工成本,提高施工效率。通过选择"绿色"钻井液处理剂并进行分段钻井液设计,有效降低钻探施工对环境的影响,避免钻探事故,克服钻探技术难题。     

煤层底板超前注浆加固定向钻孔钻进技术

为提高煤矿井下煤层底板钻孔注浆加固效果,提出了采用井下随钻测量定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔的工艺方法,对套管钻进、回转造斜钻进、定向造斜钻进及透孔钻进工艺技术及配套钻具进行了系统研究,设计了钻进工艺流程。赵固一矿现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板的超前治理,且单孔注浆量大幅提高,底板加固效果显著。     

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。     

基于井下定向钻孔的煤层底板水害防治技术研究

针对常规钻孔注浆加固-改造技术固有的局限性,提出采用定向钻孔进行底板水害防治的方法,对钻孔设计、钻孔施工和钻孔注浆技术进行了研究。在河南焦作赵固一矿进行了现场应用,结果表明:钻孔设计合理,钻进施工顺利,注浆加固-改造效果显著,有利保障了工作面安全回采,定向钻孔注浆加固-改造方法能够实现矿井底板水害超前区域防治,可为相似条件矿区底板水害防治提供借鉴作用。     

陈四楼煤矿底板注浆改造钻孔偏斜及防治技术研究

为了提高矿井水害防治技术，在总结陈四楼煤矿多年底板注浆技术的基础上，通过对地面勘探钻孔、井下底板注浆改造钻孔进行偏斜规律统计分析，结果表明，注浆孔垂向倾角和终孔点垂深误差最大，注浆孔揭露灰岩层位多数延伸至L₆～L₇灰岩含水层，“过度”注浆影响了降底整体注浆效果，增加了水害治理成本。为了有效控制陈四楼煤矿底板注浆恶化形势，提出了L₁₁～L₁₀灰岩含水层底板为“主要改造层”的层位控制及控制底板注浆孔孔斜的措施，为矿井下一步水害防治技术提供了依据，指导矿井安全生产。     

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。     

地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术研究

根据赵固一矿地质和水文地质条件,分析了巷道掘进和采煤过程中二1煤层底板L8灰岩突水危险,提出采用超前注浆解决煤层底板突水。根据以往施工经验总结了常用的井下煤层底板超前注浆防治水技术,结合目前新技术的发展,研究了地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术,并对两种注浆防治水技术进行了对比分析,阐述了其各自优缺点及适用条件。结果表明,地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术适用于煤层底板防治水,并已经取得了很好的效果。     

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。     

古汉山矿煤层底板加固与隔水层保护

随着矿井开采深度的增加,古汉山矿地应力越来越大,工作面回采时煤层底板破坏程度也在增加,煤层底板L8灰岩含水层水压越来越高,造成煤层底板加固的注浆压力不断增大,这样势必会引起在煤层底板注浆加固时破坏煤层底板与L8灰岩之间的隔水层。从而引起回采工作面在回采时底板突水。为防止煤层底板加固时破坏煤层底板与L8灰岩之间的隔水层,古汉山矿11031东回采工作面煤层底板加固时采用控制注浆压力的措施,既加固了含水层又保护了隔水层,效果很好。     

矿井底板注浆改造钻孔偏斜规律研究与对策

陈四楼煤矿主要水害影响为主采煤层底板太原组上段灰岩含水层,矿井普遍采用底板注浆改造技术加固改造含水层,在刚引入钻孔测斜时发现钻孔偏斜较大,施工期间补加验证钻孔较多,一定程度上影响底板注浆改造效果。针对该问题,通过分析煤层底板岩性变化、钻进方式等影响因素,经过实践与对比,提出了一套优化钻进期间钻具组合复合施工方式,明确了底板注浆改造钻孔防偏斜施工方法,有效提高了钻孔施工精度,具有很高的实用性。