复杂突水条件下矿井注浆堵水技术

以桑树坪矿"8.7"突水堵水工程为例,论述了因小煤矿越界开采本矿深部煤层导致发生特大突水、在不明过水通道下的注浆堵水技术。为了在突水条件不清楚的前提下进行注浆,桑树坪矿先采用了多种探查手段,之后开展动水注浆。工程实践表明,在过水通道位置不清楚的前提下,首先要通过调查了解小煤矿的采掘情况,并结合本矿采掘系统确定截流段的大体位置;其次采用物探手段对该处过水通道进行探查,并根据物探成果使用井下钻探方法精确查明过水巷道的位置;之后展开动水截流,截流成功后再对煤层底板和奥灰岩顶部进行注浆。     

深部开采高水压条件下矿井注浆堵水技术

2012年5月26日申家庄煤矿2302工作面回采时在采深约830 m处发生突水,堵水中巷道截流段承受水压高达8.2 MPa。为了完成抢险任务,研究分析了堵水条件,制定了注浆方案,按设计方案进行了施工,复矿排水后截流段安全可靠,堵水效果良好。申家庄煤矿堵水实践表明,在高水压条件下进行注浆堵水,首先要做好巷道截流段的注浆工作,同时要进行突水点采空区注浆和突水通道注浆,在截流段、采空区、突水通道经注浆后连成一个整体的情况下,巷道截流段是安全的。     

矿井突水灾害超大断面过水通道封堵技术

桑树坪煤矿在突水灾害治理中,针对过水通道断面达70 m2的困难,借鉴帷幕注浆技术,采用多排梅花式布孔方式,在动水条件下快速大量灌注骨料,成功建立了堵水体。     

河南大峪沟煤业集团炭煤矿注浆堵水实践

河南大峪沟煤业集团炭煤矿施工水平巷道时发生底板宪水,采取加大排水量、地面钻孔注浆等措施进行治理,但收效甚微.为解决上述问题,在分析突水原因与特点后,提出先封堵巷道截流再钻探延伸封堵奥灰裂隙治源的综合注浆堵水施工的方案.采用地面钻孔、灌注灰砂浆,先形成堵水帷幕,再采用静水注浆工艺和综合注浆的方法,成功解决了炭煤矿动水注浆堵水难度大的问题.     

矿井动水注浆的浆液控制技术

矿井突水后注浆中的浆液控制是堵水工程中的重大问题,浆液在阻水段外的大量外流意味着浪费的材料多,抢险的工期长,工程的成本高,恢复生产中的清淤量大,复矿的时间长。以申家庄矿2302工作面堵水工程的成功控浆为例,总结分析了矿井动水注浆中控制浆液外流的各种方法。现场工程实践表明,矿井动水控浆可从动水流速控制、浆液流动控制、浆液性能控制及注浆方式控制等方面入手,动水流速控制可采用修筑挡水墙的方法,浆液流动控制可采用投注骨料和堆建煤袋墙的方法,浆液性能控制可采用注入稠浆的方法,注浆方式控制可采用间歇式注入的方法。     

骨料灌注法封堵过水巷道的接顶溃坝机制研究

煤矿突水截流堵巷过程中骨料灌注的"接顶-溃坝"机制一直缺乏直观有效的研究手段,通过建立CFD-EDEM两相流耦合计算模型,分别在静水和动水条件下进行了单孔连续灌注试验,从堆积形态上验证了细骨料更适用于搬运和铺底过程。通过多孔灌注试验模拟了骨料的接顶过程,结果表明:流量小时钻孔之间会残留大量未充填区域,大流量条件下骨料会发生水平生长直至孔间接龙,接顶区逆势向上游生长最后全段接顶。引入颗粒拱概念分析了骨料随机接顶的力学机制,提出了骨架的剪切失稳模型,通过管涌概念解释了堆积体的渗透失稳机制以及溃坝过程中骨料的运移形式。结合工程数据验证了静水截流和动水截流在工程投入和施工难度上的差异性,指出动水截流需要经历多次溃坝、反复灌注才能最终成功截流。     

过水巷道动水快速截流大型模拟实验系统研制

煤矿突水灾害抢险救援期间,保浆袋囊钻孔控制注浆可以解决常规过水巷道动水截流工程量大、工期长且易发生次生灾害等技术难题。为了进一步研究过水巷道动水快速截流机理并为抢险救援提供实验技术支撑,建立了过水巷道动水截流的水力学模型,结合对保浆袋囊控制注浆动水快速截流成功案例的分析,设计了过水巷道动水快速截流概念模型,开发了过水巷道动水快速截流大型模拟实验系统。实验系统包括4个功能系统和6个设备系统,其中4个功能系统分别为保浆袋囊和浆液投注系统、动力供水供浆系统、初始条件和边界条件系统、监测系统,6个设备系统分别为大型巷道模拟实验舱、动水模拟系统、控制注浆系统、稳压稳流系统、安全分流系统、图像数据采集与处理系统。通过实验舱强度验算、稳压稳流系统监测实验和抛袋实验,结果表明实验系统能够形成恒定的动水压力和动水流量初始条件、动态变化的动水压差和流量衰减边界条件,满足动水快速截流堵水环境要求,可以用于5 m宽、4 m高、动水流量2 000 m³/h的过水巷道在不同矿井淹没水位、不同突水水源水位条件下的快速截流模拟实验,其中突水水源水位最高可达5 MPa。抛袋实验结果还表明保浆袋囊在...     

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。     

井下控压动水注浆快速封堵高承压奥灰突水施工技术

山东珑山矿业公司夏庄煤矿1113工作面发生了奥灰"滞后"突水事故,突水量达380m3/h.根据突水特点以及地质和水文地质条件,采用了井下控压动水注浆快速封水技术进行治理,堵水率达95%,取得了圆满成功,恢复了被淹采区生产,经济和社会效益十分明显.该项技术的成功应用,为动水条件下的矿井注浆堵水提供了经验.     

南翼轨道运输石门工作面突水“夹层”注浆堵水技术

根据矿井水文地质特征和突水原因,对突水通道和突水水源进行分析,采用引流式和压入式结合、井上下结合注浆堵水方法以及"夹层"注浆堵水技术,实现了快速封堵构造破碎带高压大流量突水。     

煤矿工作面底板突水通道的研究

煤矿工作面底板突水通道对于矿井防治水具有非常重要的意义.从注浆堵水的角度出发,对煤矿工作面底板突水通道进行研究,摸索出了煤矿工作面底板突水通道与断层、水压、矿压、采动的关系,找出了工作面出水通道在工作面的具体位置.     

工作面突水原因分析与快速治理技术

针对山东珑山矿业有限公司1113工作面地质和水文地质条件,深入剖析了其突水水源及通道,对突水原因进行了总结,确立了动水条件下“截流封源”的主体堵水思路,选择奥灰系灰岩为主要受注层,采用控压注浆方法,取得了良好的快速堵水效果,满足了矿井安全生产需要。     

过水巷道动水快速截流机理研究

保浆袋囊钻孔控制注浆可以解决传统过水巷道动水截流工程量大、工期长且易发生次生灾害等技术难题,实现快速抢险救援和恢复生产的目的.为了进一步研究阻水墙快速建造机制,采用典型工程案例分析和基于过水巷道动水快速截流大型模拟试验平台的物理模拟试验,对保浆袋囊钻孔控制注浆快速截流机理进行研究.结果表明:保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流的主控因素为动水压力、动水流量和巷道围岩力学强度,其中单纯的投放保浆袋囊+补充注浆的动水截流模式,仅适用于动水压力低、动水流量小和巷道围岩力学强度高的突水截流环境,其快速截流机理是保浆袋囊能够使得袋囊之间的水流流速较小,水泥-水玻璃双液浆在扩散凝结过程中不易被动水袭夺,致使双液浆凝胶体可以在袋囊之间控制运移扩散,并快速与巷道顶板堆积接顶,有利于截流巷道中阻水墙的快速建造.而投放保浆袋囊+灌注骨料+补充注浆的动水截流模式,可适用于动水压力高、动水流量大和巷道围岩力学强度低的突水截流环境,其快速截流机理是保浆袋囊首先能够提前完成部分骨料铺底和充填阶段;其次是保浆袋囊残余过水断面处的高速水流环境能够使得骨料灌注过程中携带进入巷内的空气快速排出巷外,减少骨料灌注过程中的堵孔次数,同时加快骨料灌注速率;最后是由保浆袋囊和骨料组成的骨料接顶阻水体具有高阻弱渗的阻水性能,其中,高阻特点可使阻水体抵抗更高的动水压力,减少骨料灌注期间堵孔阻水段快速升压导致发生阻水体频繁突破再造的次数,低渗特点可为阻水段后期补充注浆浆液快速凝结创造有利的条件.     

常德青峰煤矿地面钻孔注浆堵水实践

简要分析了湖南常德青峰煤矿突水矿井的水文地质条件、突水因素,编制了注浆堵水方案,阐述了注浆堵水过程中注浆段的划分、浆液的配置、注浆结束的标准等工艺流程及所取得的成果。     

工作面突水原因分析与快速治理技术

针对山东珑山矿业有限公司1113工作面地质和水文地质条件,深入剖析了其突水水源及通道,对突水原因进行了总结,确立了动水条件下"截流封源"的主体堵水思路,选择奥灰系灰岩为主要受注层,采用控压注浆方法,取得了良好的快速堵水效果,满足了矿井安全生产需要。     

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。     

动水条件下煤层底板突水地面注浆堵水工艺

针对华北型煤田底板突水的高压、高温、采深大、治理难度大等特点,根据注浆原理和工程实践提出"将动水转化为静水"的治理理念,建立了系统的动水地面注浆工艺体系,将注浆分为3个阶段:钻探阶段、巷道封堵阶段、注浆阶段,实现了截流堵源、截堵结合,达到注浆堵水的目的。结合具体实际工程,对该工艺进行了介绍,实践表明,该工艺堵水效果良好。     

平禹一矿综采工作面突水灾害分析及

平禹一矿受水害威胁严重,首个综采工作面在回采过程中发生突水事故,通过对突水原因、突水水源、突水通道、突水机理进行综合分析,提出了动水条件下最大限度地保护综采支架的注浆堵水方案.施工过程中采取了多项钻探、注浆新工艺,为矿井注浆堵水提供了翔实、准确的地质资料.     

平禹一矿综采工作面突水灾害分析及治理技术

平禹一矿受水害威胁严重,首个综采工作面在回采过程中发生突水事故,通过对突水原因、突水水源、突水通道、突水机理进行综合分析,提出了动水条件下最大限度地保护综采支架的注浆堵水方案。施工过程中采取了多项钻探、注浆新工艺,为矿井注浆堵水提供了翔实、准确的地质资料。     

矿井特大突水巷道动水截流钻探技术研究

为了研究矿井发生特大突水后的动水截流钻探技术,以黄沙矿112106工作面堵水工程为例,阐述了堵水工程和钻探工程的实施过程,总结分析了钻探施工中的技术要点。