工作面顶板含水层水害防治技术探索与实践

由于矿井顶板含水丰富,回采期间矿井最大涌水量达到900m3/h以上。为了实现安全回采,回采前期研究工作面顶板含水层地下水赋存特征,探查验证顶板物探结果,判断含水层对工作面开采时的影响程度,并通过放水试验进一步获取含水层相关水文地质参数,获取含水层涌水量、水位随时间等变化规律,为工作面及采区顶板水疏放工程优化布局提供科学依据。通过探查及放水实验孔数据实测,最终确定工作面疏放水方式,有效地降低工作面水害的威胁程度,确保了工作面回采后的安全生产。     

小窑老空水疏放水技术在大平矿的应用

大平煤矿13091工作面在掘进期间对小窑老空水采取超前探放疏水,回采期间在小窑水仓口建造放水墙,设置放水管路放水等一系列综合疏放水措施,杜绝了小窑老空水突水事故,确保了工作面掘进及回采期间的安全生产。     

综采工作面上方老空水治理技术分析与实践

为消除侯村煤业15105工作面上覆采空区积水影响,保证工作面安全回采,采用计算分析、数值模拟分析的方法为治理水患提供技术支持,同时对顺槽进行物探探测和钻孔验证。经分析,顶板导水裂缝带发育高度为55.7 m,15105工作面上方为13101工作面老采空区,且有积水,存在涌水风险。制定15105工作面探放水措施并进行探放水,经225 h排完上方13101工作面采空区积水36 300 m³,确保了工作面的安全回采。     

工作面顶板水害精细化与定量化防治技术

为了准确掌握工作面的充水条件及制定有针对性的顶板水害防治措施,在对顶板含水层进行划分并获取其水文地质参数的基础上,采用关键层理论、数值模拟和相似材料模拟对工作面导水裂隙带高度进行了预测,从而实现了工作面充水因素的精细探查;利用顶板含水层静储量叠加动态补给量的方法对工作面的涌水量进行精细化预测,结合工作面顶板含水层疏放水量观测值对疏放水效果进行定量化评价,评价结果表明工作面已经达到了安全回采的水文地质条件。通过实例分析,对工作面水文地质条件进行精细化探查,采用“动—静”水量的工作面涌水量预测方法,结合顶板含水层疏放水效果定量化判别方法,可以保障工作面的安全开采。     

回采工作面顶板复合水探放工程实践

针对山煤集团凌志达煤矿15101首采工作面受上组3号层采空区积水和顶板含水层水双重影响,采用地面和井下综合一体化瞬变电磁探测技术探明了顶板复合水的基本情况,设计了切合实际的顶板复合水综合防治技术方案。实践表明:顶板复合水综合探测和探放技术有效解决了上覆3号层采空区积水和顶板含水层水对工作面回采的威胁,确保了工作面的安全回采。     

大面积老空水补给条件下顶板砂岩水探查与防治

新安煤田煤层顶板存在大占砂岩、香炭砂岩等多层砂岩含水层,个别矿井受顶板水害影响,在煤田浅部,由于历史原因形成了大面积小窑老空积水区,该老空区积水通过采动导水裂隙带对顶板砂岩含水层进行补给,对煤田浅部工作面回采形成了极大威胁。通过开展探查和防治工作,制定防范措施,保障了工作面的安全回采,为同类条件下工作面的水害防治提供了参考。     

工作面老空水形成原因分析及其防治

针对赤城煤矿2301工作面开采期间存在老空水突水危险问题,研究分析了该工作面老空水形成的主要充水来源及充水通道,结果表明,该工作面老空水来源于煤层底板灰岩岩溶裂隙水和奥灰含水层,主要充水通道为煤层底板采动裂隙导水通道和断裂构造导水通道。结合矿井实际情况,采取在临近2301工作面采空区区域范围内划分出积水线、探水线和警戒线。根据各区域的不同情况采取在探水线区域进行探放水、在警戒线区域进行观察警戒等分区治理措施。应用结果表明,该工作面自开始生产到回采结束未发生过突水事故,应用效果良好。     

煤矿老空水探放方法探讨

济宁二号煤矿煤系地层含水层丰富,在采掘生产中存在老空水水害威胁。沿空掘进巷道利用工作面附近现有巷道、切眼,采用打钻探放水与"边探边掘"施工相结合的方式探放老空水,不仅有效提高了巷道掘进速度,而且增大了放水量和放水速度,缩短了探放水时间,确保了安全生产和矿井生产接续。     

覆岩结构下含水层开采疏放水效果评价研究

针对覆岩结构下煤层开采顶板水量变化情况,利用数值模拟方法对上覆含水层进行了有效探查和疏放研究。结果表明:覆岩组合特性控制着含水层释放过程,通过优化疏放水钻孔设计提高疏放水效果,实现工作面回采过程中矿井涌水量"削峰平谷",以达到经济合理的目的,垂直或平行于地层走向并朝向地层标高降低方向的钻孔疏放水效果最佳。选择从钻孔疏放水原始数据、总量变化、钻场水量变化、疏放水量与水压相关性等方面的评价途径,对上覆含水层疏放效果进行分析研判,判断工作面受水害威胁程度降低至安全阈值范围,具备安全开采条件,为后续工作面顶板疏放水方案制定及效果评价提供参考。     

烧变岩及风化基岩层富水性探查

张家茆煤矿13101、13102工作面顶板疏放水资料表明3-1煤上覆风化基岩富水性及2-2煤层火烧区富水性不均一,导水裂隙较为发育,容易成为影响3-1煤安全回采的隐患。为查明煤层上覆烧变岩与风化基岩含水层的富水性,采用高分辨率电测深和音频电穿透技术对13103工作面顶板上方岩层富水异常区的分布范围及相对强弱进行了探查。根据探查结果对为该工作面探放水工作的设计、实施和疏放水钻孔的布置提供参考依据。     

特厚煤层奥灰水带压开采下工作面探放水设计与应用

为了防治带压开采下工作面发生奥灰水突水事故,针对13103工作面地质条件,对工作面进行突水危险性评价,编制探放水设计方案,对巷道顶、底板含水岩煤层进行探放水处理。结果表明:13013工作面属于相对安全带压开采区,奥灰水对开采影响不大。设计的探放水方案对主要砂岩裂隙含水层进行了验证,并且论证导通奥灰水的可能性较小。探水及放水钻孔的施工,使含水层得到有效疏放,效果良好,工作面可以正常回采。     

近距离煤层群上覆采空区探放水技术研究

为了更好地掌握工作面前方层间距,做出科学、合理的防护措施,本文通过地面物探与井下物探对工作面积水隐患进行了探测,并结合工作面水文地质资料,有针对性的对探放水方案进行了设计研究,并对近距离煤层上覆采空积水进行了超前探放。事实证明,超前探孔方式探放近距离煤层上覆采空区积水是可行的,该技术手段不仅超前排除了工作面积水隐患,避免了近距离煤层掘进过程中因积水压塌顶板而造成的透水事故,还为近距离煤层的采、掘提供了精确的煤层层间距数据,为工作面安全回采提供了宝贵资料。     

深井厚煤层开采水害危险分析

巨野煤田某矿4301工作面埋深大于800 m,煤层厚度大,为了研究回采过程中水害影响,首先分析工作面顶板沉积组合结构,采用可控源音频大地电磁法勘探顶板含水层,然后用UDEC软件进行覆岩变形破坏数值模拟分析。得出工作面导水裂隙带最大发育高度约100 m,裂采比11.12,导水裂隙不会波及基岩顶部砂含5,经疏放水后可进行安全回采。     

煤层顶板砂岩含水层疏放水效果评价

为了科学合理地评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果,在工作面涌水量预测方面,采用含水层静储量和动态补给量联合预测的方法,结合钻孔疏放水总量和残余水量进行分析:当钻孔疏放水总量等于或大于含水层静储量,且钻孔残余水量等于或小于含水层动态补给量时,即可判断煤层顶板砂岩含水层疏放水效果良好。 实例分析表明,含水层静储量和动态补给量联合预测的方法与实际情况较为吻合,并且当钻孔疏放水总量大于含水层静储量、钻孔残余水量小于含水层动态补给量时,实现了工作面的安全回采。 利用工作面涌水量预测结合钻孔疏放水观测资料的方法评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果科学合理,可以应用到类似工作面采前的水文地质条件安全评价中。     

带压开采工作面采前水文地质条件分析

为确保带压开采工作面实现安全回采,满足《煤矿防治水规定》要求,以邢台某矿5519工作面为例,介绍其范围内含水层及隔水层分布情况,并对该工作面回采前的顶、底板充水因素进行了分析,结果表明煤层顶板的野青灰岩含水层、5#煤顶板砂岩含水层及煤层底板的砂岩层和伏青灰岩含水层为直接充水水源,需重点防范.最后利用突水系数法对工作面回采安全性进行评价.评价结果显示工作面基本满足安全开采要求,通过采取一系列防探水措施后,工作面可以安全回采.该评价结果对于类似条件下工作面的安全回采具有重要的参考意义.     

多煤层开采综采工作面顶板疏放水优化设计与应用

通过对多煤层开采上部岩层富水性造成的水害安全影响进行系统性评估,分析了安顺煤矿8301工作面在回采期间可能存在顶板突水、溃水导致淹面的风险,进而提出采取施工小断面泄水巷、打设顶底板疏放水钻孔、探放老空水钻孔、切顶钻孔爆破裂隙、施工大容积水仓等综合措施,提高了8301工作面的抗灾减灾能力,确保了采煤工作面的顺利安全回采。     

回采工作面顶板泥灰岩含水层下开采技术

郑煤集团振兴二矿11021工作面安全回采受到第三系泥灰岩含水层的影响,为此,该矿对顶板泥灰岩水进行疏放,对回采方案进行调整,由俯斜开采调整为走向平行开采,避免了老空区溃水事故的发生;在工作面遇向斜构造时,采用工作面下部调斜形成运输巷在向斜轴底部的方法,彻底解决了工作面丢底煤造成的支架下沉问题,确保了安全回采,经济效益良好.     

华阳煤业15101工作面上覆采空区积水防治研究

华阳煤业15101工作面回采过程中巷道淋水量表现出异常增大,最大涌水量1 155. 38m~3/d,上覆采空区积水达到140 050 m~3,为了确保回采面回采过程不受上覆积水的影响,采用UDEC数值模拟软件对工作面回采过程进行了模拟,模拟结果显示工作面回采导致上覆岩层裂隙带距离增大,并在120 m时导致突水事故的发生。该矿采用探放水技术对15101工作面进行了卸压放水,放水总量为8 240 m~3,工作面涌水量为692. 43 m~3/d,工作面得以安全回采。     

东曲矿24808工作面上覆采空区充水水源与充水系数分析

为保障24808工作面回采作业时不出现突水现象,结合矿井2#煤层及4#煤层的地质条件,进行2#煤层采空区充水水源及充水通道的分析,根据分析结果可知,24808工作面回采前必须进行上覆采空区的疏放水作业,在工作面进行探放水作业时,进行各项参数的监测,结合地质条件进行上覆采空区充水系数的分析。结果表明:24808工作面探放水作业后,上覆2#煤层采空区的充水系数为0.3,满足煤矿防治水细则要求,能够进行24808工作面的回采作业。     

水文地质条件复杂段老空积水的防治技术

郑煤集团白坪煤业公司老空积水严重威胁着综采工作面的安全掘进和回采.在分析11111和11131工作面地质及水文地质条件的基础上,介绍了白坪煤业公司在老空积水下侧留小煤柱掘进的防治水技术.采取掘进中集中探放水、利用套管控制放水量的方法有效消除了积水威胁,为防治老空积水提供了经验.