邻近厚松散层既有立井井筒地面注浆地层加固技术

为解决厚松散层既有立井井筒地面注浆加固技术难题,以山东巨野矿区郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面注浆治理为工程背景,针对井筒偏斜特征,采用现场钻孔压水试验与地面高压注浆试验方法,分析不同注浆深度与注浆层段受注点试压水与注浆表头最大压力比值,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值,并得到了厚松散层主含水层的可注性及其注浆技术参数,最终确定了厚松散层偏斜井筒地面注浆治理方案设计原则与施工方案;研发了单井多层段注浆新型套管,形成了“注-泄”联合间歇注浆加固技术。研究结果表明：(1)当注浆压力达到静水压力的2.0～2.5倍时,水泥浆可顺利注入;(2)松散层深度越深,地层的单位吸浆量越小,同一注浆段,在相同压力情况下,压水流量是注浆量的2倍;(3)按注浆试验确定的设计注浆量与实际注浆量误差在27%以内,随着注浆孔的注浆,其邻近泄压孔出现孔管口出水、孔管口内返浆和串浆等现象,实现了泄压目的,且对邻近既有井筒受力变形影响较小;(4)注浆后,主、副、风井井筒表土段井壁淋水明显减小,且有回正的趋势。研究成果在郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面高压注浆治理工程得到了成功应用。     

深厚松散层地面注浆压力与扩散半径确定方法

为解决深厚松散层地面注浆压力与扩散半径确定的技术难题,以郭屯煤矿主、副、风井井筒深厚松散层地面注浆为工程背景,基于现场注浆试验结果,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值;给出了考虑黏度时变性以及现场试验所得相关参数的深厚松散层地面注浆浆液扩散半径计算公式。研究结果表明:深厚松散层单位吸浆量随着深度的加深而减小,单位吸浆量由上部的9.69 m³/h下降至底部的7.5 m³/h;受注点注浆压力为该点静水压力的2.0～2.5倍。现场注浆试验与监测表明,按注浆试验确定的注浆压力与扩散半径的实际注浆量与设计基本吻合,且对邻近既有井筒受力变形影响较小,收到了预期效果。     

厚松散层钻探工艺技术

在厚松散层中进行钻孔施工较常规钻孔存在一些技术难题，按照常规方法达不到钻孔目的或者花费较大的人力和物力。本文通过分析松散层钻孔正常钻进的影响因素，采用正循环钻孔施工技术进行施工，提出钻孔防偏和纠偏措施，最后给出了厚松散层钻孔施工技术措施，对厚松散层钻探技术具有一定的指导意义。     

厚松散层薄基岩地层井筒偏斜综合治理技术

针对厚松散层薄基岩地层井筒偏斜综合治理技术难题,以山东巨野矿区郭屯煤矿偏斜井筒地面注浆治理工程为背景,基于井筒松散层段偏斜与竖向压缩变形共存且向非对称开采工作面方向偏斜的全新破损特征,揭示郭屯煤矿井筒偏斜与竖向压缩变形机理,分析认为该2种特征分别是煤层非对称开采引发的底含非均匀疏水固结沉降叠加作用下地层水平倾覆推力和竖向附加力所致。本着确保安全、不停产治理的原则,制定了在役偏斜井筒不停产地面注浆综合治理方案,研发了系列井筒偏斜综合治理技术：(1)保护在役井筒“泄压-预警”双控地面高压注浆技术;(2)厚松散层单孔多层段注浆新型套管与施工工艺;(3)厚松散层地面注浆参数工程化确定方法;(4)在役井筒不停产运营下深孔高压注浆治理预警技术。综合监测结果表明：郭屯煤矿主、副、风3个偏斜井筒治理工程注浆过程中严格按照厚松散层薄基岩条件下偏斜井筒不停产综合治理技术进行实施,完成注浆孔钻探工程量31 026.8 m,注浆量达到35 536.66 m³,实现了矿井不停产注浆治理;治理后井筒向北向西不再继续偏移,主井井筒注浆期井口处向北和向西偏斜量分别减小12 mm和18 mm,副井...     

深部厚松散层破碎围岩巷道支护参数优化设计

陈四楼矿-720 m辅助水平回风大巷为典型的深部厚松散层破碎围岩巷道,该巷道在原有支护方案下支护失效。针对辅助水平回风大巷的支护难题,研究分析了其变形机理及破坏特征,在原支护方案的基础上,对支护参数进行优化设计,并利用FLAC3D对巷道支护方案进行模拟对比分析。     

厚松散层对地表移动变形参数的影响

以潞安矿区司马矿为例,针对当地厚松散层的地质条件,系统分析了厚松散层对地表移动预计参数的影响,得出厚松散层下地表移动参数;通过对实测资料进行优化模拟计算,获得司马矿开采沉陷地表移动变形概率积分法计算参数。其研究结果对于本矿区乃至山西范围内地表移动规律有现实的指导意义。     

地面预注浆中压水试验的研究与应用

经多年井筒地面预注浆工程的实践,研究探索出适合地面预注浆的大段高、高压力的压水试验方法,通过压水试验计算含水层渗透系数,并预测含水层井筒涌水量,其结果与井筒下凿实际涌水量相吻合,可以作为评价井筒注浆效果的依据,也可以作为制定井筒施工技术措施的依据。     

立井井简地面预注浆效果检测的计算方法

为了客观分析立井井筒地面预注浆效果,提出用压水试验计算含水层渗透系数及井筒剩余涌水量的方法,取代常规的抽水试验法.通过调节压水流量实现了多级压水试验,从而更准确地计算出含水层渗透系数及井筒剩余涌水量.     

深部厚松散层破碎围岩大巷支护参数优化研究

为了解决陈四楼矿深部厚松散层破碎围岩大巷支护难题,在对该矿-720 m辅助水平回风大巷地质条件和支护形式研究的基础上,采用数值模拟、理论分析和现场观测等方法对巷道支护的锚杆锚固长度、预紧力、锚杆长度、锚杆间排距等参数进行了优化研究,并进行了工业性试验.结果表明:-720 m辅助水平回风大巷合理的支护参数为锚杆的锚固长度至少应为锚杆长度的1/3、预紧力应达到锚杆承载力极限的50％ ～ 70％、锚杆长度为2.5m、间排距为0.7 m×0.7 m,通过实施该优化方案有效地控制该回风大巷围岩变形,达到了预期的目标.     

厚冲积层下厚煤层分层开采提高开采上限的研究

为合理开发煤炭资源,最大限度地提高资源利用率,以鹿洼煤矿首采扩大区为工程背景,运用理论分析和地质勘探等方法,对第四系黏土层厚度和砂层含水性等水文地质条件进行了研究,确定了含水层类型和水体采动等级．在此基础上,预计了“两带”高度,探讨了安全煤岩柱合理尺寸,使开采上限提高了30 m煤柱,解放呆滞煤量73.7万t．     

厚冲积层村庄下薄煤层开采技术研究

论文针对岱庄煤矿村庄下薄煤层区域的呆滞煤开采技术进行了研究。理论上分析了该条件下开采的可行性,提出了3种技术方案,预测了采煤方案地表移动与变形状况,据此提出了合理的开采技术方案。现场实践证明,部分全采与条带开采结合方案在有效控制地表变形的前提下,可实现煤炭资源的合理回收。对岱庄煤矿建筑物下压煤开采设计具有重要的指导作用,同时对提高该矿煤炭资源采出率和矿井可持续发展具有重要意义。     

厚松散层薄基岩条带法开采采留尺度研究

基于建筑物下条带法开采的地表变形观测，结合数值模拟方法，研究了厚松散层薄基岩条件下，条带法开采不同采留尺度的地表沉陷规律.研究表明，按一般条带法设计进行的地表沉陷预测下沉系数较实际偏小；且相同条带采出宽度时基岩厚度小，地表下沉值增大；相同基岩厚度时条带采出宽度小，地表下沉值也小；基岩厚度较小时，地表下沉值随条带采宽增大时增加较大；进行条带开采采留尺度设计时，除了按一般情况下的设计原则考虑外，还应考虑基岩的厚度，使得开采后支托层在基岩内形成，以保证条带开采控制地表沉陷的意义.     

厚松散层条件下的岩层移动特征探讨

对厚松散层条件下采动程度的确定方法进行了探讨 ,并应用数理统计原理整理和分析了大量的实测资料 ,研究了厚松散层条件的岩层移动特征 ,对厚松散层条件下开采沉陷问题的进一步研究具有重要意义。     

立井壁后土层注浆加固机理及注浆参数研究

位于厚表土深部立井井壁由于地表沉降而被破坏,为了确保矿井安全,需对其壁后土层进行注浆加固,帮合理设计注浆工艺和参数是非理要的,为此,根据实测的注浆数据,首先分析在粘土层和砂土层中浆液的注入机理,在此基础上,应用弹塑性理论,推导了注浆压力、注浆量和注浆孔距的计算公式,经实际应用,取得了较为满意的注浆效果。     

深厚冲积层冻结法凿井工程设计及其应用

针对丁集矿井深厚冲积层的特点,提出了采用三圈孔差异冻结的冻结方式,给出了深厚冲积层中采用冻结法凿井的冻结壁厚度、盐水温度、井帮温度、冻结孔圈径和开孔间距等关键因素的设计参数;通过信息化施工监测,得到了冻结壁的形成速度、温度场分布和冻结壁的变形实测数据;这些数据可为深厚冲积层冻结法凿井工程的设计提供参考依据.     

巨厚表土层条件下综合机械化放顶煤开采地表沉陷规律研究

该文通过新巨龙公司巨厚表土层条件下综合放顶煤开采地表变形观测资料的分析研究得出了该地质条件下地表移动的一般规律和特点,求得该条件下的各类参数,为矿井安全生产和类似矿区的三下采煤等工作提供了可靠的技术数据。     

新型耐高压钻孔密封方法试验研究

针对高压水力压裂、高压注水等卸压增透措施中封孔困难的问题,在分析现有封孔方法不足的基础上,提出了一种耐高压钻孔密封方法.通过进行实验室模拟钻孔试验和现场工业性试验,得出新型耐高压钻孔密封方法具备很高的抗压强度和优异的封孔性能,可显著提高高压水力压裂、高压注水钻孔的封孔成功率,保证卸压增透措施的实施效果.     

厚冲积层下开采地表动态移动规律及预计研究

为了研究厚松散层下开采地表动态沉降规律,以实测资料为基础,分析了地表动态移动参数随工作面回采的演化规律.结果表明:地表超前移动影响距和地表最大下沉速度及其滞后距随工作面开采距离的增加而增大;当工作面推进至350 m时,三个参数值增幅减小,并最终分别稳定于225 m、34.5 mm/d及124 m;此后,地表下沉速度曲线...     

矿井高压裂隙涌水综合治理方法的现场试验

结合山东菏泽龙固煤矿辅二运输巷道顶板涌水的现场工程条件,提出了高压裂隙涌水的综合治理方法。该方法以深部集中引排、浅部注浆封堵为治理思路,将地质分析、综合探测、现场连通试验和实时监测等技术手段有机地结合为一体。其中地质分析可初步判断地层构造及水源补充,综合物理探测技术可有效寻找含水层及过水通道,通过连通试验分析水源连通情况,优选注浆材料,运用实时监测技术掌握围岩变形、控制注浆参数。将该方法应用于龙固煤矿辅二巷道高压涌水治理的现场试验中,不仅成功封堵了巷道涌水,为矿方每年节约近千万元抽排费用,而且对注浆施工期间的安全控制有显著效果。