弱胶结软岩地层煤矿立井全深冻结次生水害防治技术

全深冻结法凿井技术在解决西部富水弱胶结软岩地层井筒施工难题的同时,面临井筒次生水害的严峻挑战。钻孔环形空间水害和井筒井壁水害两类全深冻结井筒水害,极易造成重大经济损失,影响矿井建设和生产安全。结合大海则、葫芦素、红庆梁、胡家河、门克庆等西部矿区煤矿井筒冻结工程实际,介绍了全深冻结井筒次生水害防治技术,对西部矿区全深冻结井筒水害防治具有借鉴意义。     

立井井筒过富水煤层段防治水安全技术实践

煤层富水现象在煤炭开采史中极为罕见,但近年来,在陕北侏罗纪煤田榆横北区内发现的富水煤层水害问题则较为突出。为解决巴拉素煤矿矿井基建阶段立井井筒穿越2号富水煤层时的水害隐患,采用钻探、注浆等手段开展了超前探疏放水、帷幕注浆等工程实践。实践结果表明,区内2号煤层局部富水性强,裂隙发育、可注性较好;顶板砂岩含水层水以孔隙水为主,可注性较差。通过钻孔疏放,对富水区域水体的水压进行疏降,再以注浆工程形成帷幕墙,可确保井筒掘进安全,该防治水安全技术及工程实践可为后期矿井相关水文地质工作提供借鉴。     

煤层为主含水层矿井水害防治技术研究

煤层为主含水层是一种特殊的地质条件,极易造成突水等水害事故。本文以小纪汗煤矿为例,在分析矿井水文地质条件和煤层富水特征的基础上,研究了煤层为主含水层的地质成因,并建立了矿井水害防治体系。研究表明:顶板砂岩遇水松散且裂隙易于封闭、煤体渗透率高、煤层裂隙发育以及丰富的裂隙水补给是煤层为主含水层的主要地质成因;建立了煤层揭露时"地面疏水,井下排水,注浆封堵"结合、巷道掘进时"拉顶泄压,水仓集水,集中排放"和工作面回采时"提前排水,矿压控制"的综合水害防治技术体系。研究成果在小纪汗煤矿11203工作面进行了工程应用,应用效果良好。     

穿越富水煤层段井巷防治水技术研究

为解决陕北侏罗纪煤田内个别矿井受到的严重煤层水害问题,以榆横北区巴拉素井田为例,对其井巷工程穿越富水煤层段防治水技术进行研究。巴拉素井田2号煤层裂隙发育、沟通联系密切,局部存在高压强富水地段,通过井上下联合的钻探、注浆工程对其巷道通过富水煤层段进行水害超前防治。具体主要采用钻孔探查、帷幕注浆、水化学测试、理论分析、孔中窥视、揭露验证等方法,探究了该类水害条件下的矿井防治水技术。结果表明：井下局部煤层水压可达3.81 MPa,单孔最大涌水量198 m³/h;通过钻孔高压注浆形成局部阻水帷幕,单孔起压至约10 MPa可完成煤层水封堵;治理后的钻孔出水pH值在12.20～12.58,平均约12.32,呈强碱性,水质类型大多为OH·SO₄-Ca·Na型,证明其注浆材料已充分进入煤层裂隙中;各钻孔之间存在水力联系,结合一次注浆、二次扫孔后的地面注浆压力、钻孔水量水压等数据变化情况,分析判断其封堵效果良好,计算总水量衰减约97.5%以上;通过钻孔窥视进行直接观察,发现注浆治理后的煤岩层段裂隙基本不再出水;根据施工验证钻孔发现注浆改造区域钻孔涌水量不足1 ...     

郭家河煤矿含水层富水性对比分析

为防治郭家河煤矿回采工作面受离层水害威胁,以1310、1308工作面水文地质条件、附近钻孔情况为基础,通过在工作面前后施工地面钻孔,进一步查清了煤层回采前后富水性特征,得出的洛河组含水层水文参数,表明煤层回采后洛河组含水层富水性明显增强,这对矿井防治水工作具有指导意义。     

银星一号煤矿侏罗系煤层顶板砂岩水害特征及防治技术

针对宁夏银星一号煤矿存在的侏罗系煤层顶板砂岩水害问题,在梳理矿井地质及水文地质条件的基础上,分析了侏罗系煤层顶板砂岩沉积环境与富水性的直接关系,评价了砂岩含水层的富水性;在研究煤层顶板岩层力学性质、矿物成分、水稳性特征以及导水裂隙发育规律的基础上分析了侏罗系煤层顶板砂岩水害机理及特征;提出了综合运用“探、疏、排、截、监”多种措施;以基础性探查工作为前提,重点运用疏水降压技术进行水害治理的思路。110301工作面水害治理效果表明通过疏水降压治理侏罗系煤层顶板砂岩水害是可行的。     

矿井瞬变电磁法在煤层顶板富水异常区探测中的应用

 一直以来,煤层顶板水害问题是红柳林煤矿安全生产的严重威胁,为保证5号煤层工作面安全回采,应在开采前期查明顶板基岩层导、含水构造及其富水性。由于矿井瞬变电磁法对低电阻率地层均有反应敏感、分辨率高及探测深度大等优点,为本次工作面顶板水害防治提供了有效的技术手段。本文利用矿井瞬变电磁法基本查明了该矿15204工作面顶板导、含水构造,圈定了富水异常区,所取得的成功经验对该矿区今后顶板水害防治技术的发展提供了科学依据,具有一定的指导意义。     

西北矿区煤层顶板水害预测及防治技术研究*

针对西北矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探 孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

东胜—神府矿区煤层顶板水害预测及防治

针对东胜—神府矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探+孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题,以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例,通过分析矿井水文地质条件,确定了主要充水水源和充水通道,计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量,提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时,其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水,主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,分析判断其在现有2号煤层开采条件下,不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测,取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际,提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施,通过预防、探查、疏排、监测等手段,共同解决矿井水害问题。     

矿井综合物探方法在采空区富水性探测中的应用

采空区水害防治是矿井水害防治的重点之一。在多煤层开采矿区,上部煤层开采后形成采空区积水,在近距离煤层开采时,易对下部煤层开采形成威胁。为消除南梁煤矿30205工作面回采期间形成的导水裂隙带沟通上覆2-2煤层工作面采空区积水隐患,采用音频电透视和矿井瞬变电磁法2种物探方法探查30205工作面上覆采空区富水性分布情况。后期井下探放水工作依据物探成果布置钻孔,验证物探成果准确性,并对上覆煤层采空区积水疏放。实践表明,矿井综合物探近距离探测煤层上覆采空区富水性具有较好的效果,对采空区探放水具有指导意义。     

单侯矿井疏水降压开采技术研究与应用

针对单侯矿井水文地质条件复杂、薄层底板开采、矿井绝大部分煤层受到奥灰含水层高压水威胁,不能正常开采,而矿井水文地质单元又处于相对封闭的特点,基于采用物探、钻探、地面抽水试验、井下放水试验等综合手段,查清矿井水文地质条件及边界的补、隔水条件,确定采用疏水降压技术从根本上解决矿井防治水工作难题.结果表明:采用该疏水降压技术方法是行之有效的,是从根本上解决该矿井水害事故发生的防治水手段.     

蚂蚁追踪技术在煤层上部裂隙预测中的应用

高家堡井田主采煤层埋藏深度较大,上覆地层洛河组厚度巨厚,距主采煤层间距较小,并且属强富水层。通过矿井回采井下出水规律分析,在工作面回采过程中随着采面的不断推进,矿井水量不断增大;再通过矿井的水质化验分析,确定矿井的涌出水为洛河组水,因此确定煤层顶板至洛河组底板之间存在原生裂隙。使矿井煤层在回采过程中,受顶板水害威胁程度加重,同时也使矿井防治水工作难度增加。为探测出裂隙的发育情况,通过蚂蚁追踪技术,精细刻画出煤层至洛河组底板裂隙发育高度及裂隙发育方向,为煤矿开采中顶板水害防治工程设计提供地质依据,科学预防地质灾害,有效降低煤矿顶板水害的地质风险。     

恒源煤矿地面顺层钻探注浆实践

皖北煤电集团公司恒源煤矿开采淮北煤田二叠系山西组六煤层和下石盒子四煤层,是皖北煤电集团公司在淮北矿区的主力矿井之一。矿井水文地质条件复杂,存在富水性较强的煤系砂岩裂隙水出水、岩溶陷落柱导水、六煤层开采底板太原群灰岩水突水等充水因素,在矿井建设期间曾发生多次突水淹井事故,矿井受水害威胁严重。通过采用地面顺层注浆对其灰岩水害进行治理,成效显著。     

厚松散含水层下近松散层的安全开采

近年来,在我国新开发的煤田中,普遍遇到在松散层覆盖的复杂水文地质条件下,需要合理确定开采上限及解决开采时的水害防治等问题。本文将从上述几个方面简要地进行分析论述。一、近松散层开采技术的概念、意义与作法近松散层开采技术,就是在有松散层覆盖的条件下煤层浅部的开采技术,特别是在煤系地层为松散层覆盖、且其底部的松散强含水层直接与煤系地层接触,以及煤层顶底     

煤层露头区域薄基岩工作面顶板水害治理方案

基于对煤层露头薄基岩区域水文地质条件与上覆含水层、隔水层物理力学性质分析基础上,确定该区域煤层顶板含水层富水性的判据。以河南能源集团赵固二矿煤层露头区域薄基岩工作面为背景,通过针对煤层顶板含水层不同的富水性合理留设防隔水煤(岩)柱,并与施工井下顶板探放水钻孔相结合的治理方案,综合治理矿井顶板水害。结果表明,该方案成功治理露头薄基岩区域顶板水害,消除矿井溃水溃砂威胁。     

浅析马兰矿防治水管理对策

随着矿井开采延伸,地表水、煤系水、老窑积水等各类水害在煤层开采中时刻影响着矿井的安全生产。如何做好矿井水害防控工作,解决采掘作业中的水害影响,主要从两方面分析,一是看是否存在充水的水源,二是看是否有造成水害的充水通道。本文通过对马兰矿防治水管理工作的系统分析,提出了防治水工作中重点抓好两个基础、三项建设、保证一个效果,从而达到有水无患的最终目标。     

瞬变电磁技术探测含水层富水性的研究与应用

针对朝川矿一井煤层底部石炭系与寒武系灰岩承压水含水层对矿井开采的安全威胁情况,采用地面瞬变电磁技术探测分析灰岩承压含水层的富水区域分布及相互联系特点,并在矿井二水平实施以疏水降压为主的综合防治水措施,降低含水层承压水位,确保了矿井安全生产。     

登封矿区寒武系灰岩水赋存特征及防治对策

对登封煤田西部矿区煤系地层直接下伏寒武系灰岩含水层的水文地质条件进行调查分析，提出了寒武系地层的层选性、不均一性、各向异性的富水性分布规律和特征，矿区内寒灰水主要以“管道流”为主。针对寒灰水水害特点，提出了防治寒武系灰岩水“浅部以疏为主、中部疏堵结合、深部注浆加固”的具体防治对策及保障措施。     

矿井边界断层水文地质特征及水害防治对策

对于两侧均为受岩溶水威胁的大水矿井,边界断层的水文地质特征对其两侧煤层开采、水害防治及水资源保护均有重要的影响。采用水文地质钻探、抽水试验及水化学分析等方法,获得断层两盘地层岩性、富水性、水化学及流场等数据,对下团柏边界断层的水文地质特征进行了深入分析。该断层延伸长,落差大,上下盘不同时代地层对接,上盘奥灰岩富水性、导水性均比下盘要弱;垂向上,导水性浅部差、深部好,呈"上阻水下导水"的水文地质特征,北面岩溶水可能通过深部岩溶导水通道穿越边界断层发生水力联系。根据上述特征,分析对比了南北两侧矿井面临的水害形势,提出了针对性的水害防治对策。