奥灰岩溶水害区域超前治理技术研究及应用

鉴于邯邢矿区大采深矿井深部煤层和下组煤开采受奥灰承压水威胁现状和保水开采需要,提出了奥灰岩溶水上带压开采水害治理的"区域超前治理"理念及"超前主动、区域治理、全面改造、带压开采"防治水指导原则;相应给出了区域分区原则、治理模式及适用条件、治查结合新方法、超前治理管理程序、底板阻水能力评价方法和治理关键技术等支撑体系。该成套技术首先在邯邢矿区进行了应用研究,特别是地面多分支水平钻进关键技术应用研究,取得了很好的安全技术效果,创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害治理方法,安全开采受承压水威胁的煤炭资源,保护了煤系基底奥灰水环境。     

区域超前治理防治水技术

根据邯邢矿区大采深矿井开采和下组煤开采面临的严重水患,提出了"区域超前治理"防治水理念,即"超前主动、区域治理、全面改造、带压开采"的技术指导原则;由一面一治理改为以采区、水平或由地质构造所分割的单元为单位进行区域治理,主要总结了井下定向钻进关键技术首次应用于煤层底板岩层区域超前治理防治水技术研究,先治后掘,先治后采,从而实现"不掘突水头,不采突水面"的目标,为今后大采深和开采下组煤矿井防治水提供了很好的借鉴经验,创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害防治方法,安全地开采受承压水威胁的煤炭资源,取得了很好的经济和社会效益。     

邯邢矿区大采深高承压水矿井防治水难点及对策

近年来针对邯邢矿区的一些突水事故,对底板奥灰突水特征进行了系统分析。结合突水实例,对大采深高承压水矿井底板奥灰突水致灾关键因素进行了深入剖析,系统地阐述了深部煤层开采底板奥灰水防治所面临的难题,针对性地提出了地面奥灰区域超前治理的防治水对策,变一面一治理为一个采区或一个水平进行治理;将治理目标层由薄层灰岩变为奥灰含水层顶部;变采前治理为掘前治理,目的在于从突水根源上消除奥灰岩顶部存在的地质缺陷,达到深部矿井安全开采的防治水目的,对大采深高承压水矿井防治奥灰水害具有重要的指导意义。     

大采深矿井地面区域治理奥灰水害关键技术研究

为安全开采邯邢矿区深部煤炭资源,提出了"区域超前治理"奥灰岩溶水害理念,开展了华北型煤田大采深高承压水安全开采成套技术研究课题;从理论上研究得出"分带分时段突破"底板突水机理;采用阻水系数法评价试采区底板隔水层承压能力;成功地研究出地面多分支近水平定向钻探关键技术;从岩石力学和水动力学阐述了裂隙含水层中水平孔注浆浆液扩散机理,并给出了孔距计算公式;对于钻遇岩溶或断裂构造状况,研究出了铺底浆液控制技术。地面区域超前治理奥灰水害成套技术在九龙矿成功应用,取得了显著技术经济与环境效果。     

担水沟煤矿9101工作面奥灰水突水危险性研究

宁武煤田北部平塑矿区煤矿开采受奥灰底板承压水威胁,由于奥陶系灰岩含水层富水性强、水压高、补给水源区域广、隔水层相对薄弱、区内断裂构造及陷落柱发育,致使该区煤层开采受奥灰水严重威胁。煤层开采时,对断层及陷落柱导通奥灰水的危险性分析与研究显得极为重要。文章结合担水沟煤矿9101工作面实际情况,做一些浅析。     

羊东矿8472工作面区域治理与分析

峰峰集团羊东矿水文地质条件复杂,目前开采的2号煤及4号煤工作面全部受底板奥灰威胁。采用地面区域超前注浆加固治理技术对4号煤层下伏大青灰岩含水层进行探查及注浆加固,来实现2号煤及4号煤的安全带压开采是本文研究的重点。本文通过对羊东矿8472工作面区域治理的全过程进行论述和分析,为今后相邻工作面的治理工作提供技术借鉴。     

注浆改造含水层技术在煤矿中的应用

肥城煤田水文地质条件极为复杂,煤层开采受徐灰水、奥灰水威胁严重,注浆封堵徐灰岩溶裂隙,增加煤层周边岩层的有效隔水层厚度,隔绝徐灰水与奥灰水的水力联系,已成为肥城矿区解放受徐灰水威胁的煤层、实现安全开采的重要技术措施。文章介绍了肥城矿区注浆改造含水层的技术经验。     

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。     

裂隙含水层水平孔注浆“三时段”浆液扩散机理研究及应用

邯邢矿区是典型的华北型煤田大水矿区,其深部的大采深高承压水矿井采用地面区域超前治理奥灰水害系列技术,其中多分支近水平定向钻探及注浆是实现区域超前治理水害的关键技术。此前对注浆浆液扩散机理研究很多,但都是以垂向注浆孔及水平裂隙建立水动力学与岩石力学研究模型。地面区域治理奥灰水害是水平注浆孔高压注浆,为此开展了奥灰裂隙岩体高承压水的水平注浆孔浆液扩散机理研究,提出了注浆“三时段”的划分,并给出水动力学表达式;分析了垂向裂隙面上浆液圆环扩散形态;建立了垂向裂隙中浆水分区水动力学模型,推导出浆液扩散半径与注浆压力间关系;在有可注性差的上边界条件下,对浆液扩散形变问题给出数值模拟方法;为水平孔注浆初设及注浆参数优化提供了理论和技术指导,在邯邢矿区应用效果明显。     

矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施

针对奥陶系灰岩含水层富水性强、水压大、水位高等问题,分析了矿井奥灰水带压开采及防治水技术以及井田水文地质条件,确定10、11、13号煤层矿井水文地质类型为中等。研究了奥灰含水层富水特征及煤层底板隔水性能,在正常块段工作面掘进过程中受到底板奥灰水的威胁小,是相对安全的;但在构造破坏地带,因断层、陷落柱等具有导水性,在承压区内有可能发生突水,并提出了导水构造、巷道掘进、工作面、底板注浆加固及改造等防水措施。研究为后续矿井安全开采提供了技术支持。     

峰峰矿区深部煤层开采水害问题及防治对策

为了解决峰峰矿区深部煤层开采奥灰突水问题,分析峰峰矿区深部煤层开采的地质和水文地质条件及面临的水害问题,指出深部煤层开采奥灰突水的途径和特点及目前防治水技术存在的不足之处;对深部煤层开采奥灰突水机理进行了研究;提出全面探查、区域治理、煤层底板注浆加固、分区隔离开采、增加矿井排水能力等深部煤层开采防治水技术途径。实践证明:煤层底板构造全面探查、区域治理是最有效的防治深部煤层开采奥灰突水的技术。     

磁西一号超千米深井煤层开采底板突水危险性评价

磁西一号井田煤层埋藏较深,其开采主要受深部奥灰承压水的威胁,为了成功开采以解放深部呆滞煤炭资源,保障矿区可持续发展,对磁西一号矿2#煤层开采奥灰突水危险性进行了评价。文章以峰峰矿区东部和磁西一号矿水文地质条件为基础,对矿井充水因素、含水层之间水力联系、采动裂隙带有效隔水层厚度、底板抗压强度及隔水能力等进行分析研究, 主要采用突水系数法对煤层底板突水危险性进行了评价,通过计算得出：带压开采2#煤层突水系数平均为0.056MPa/m,位于过渡区,突水系数具备带压开采的基本条件。由于井田内煤层埋藏深度较大的区域控制程度较低,地质、水文地质条件不清楚,开采前需要进行补充勘探,经充分论证后,方可进行试采。     

查庄煤矿深部采区治水采煤实践

八层煤深部采区受底板五灰承压水严重威胁 ,通过采用放水试验、物探等手段查清区域及工作面水文地质条件 ;采用高压注浆技术对五灰含水层进行注浆改造 ,通过疏水降压降低五灰水突水系数 ,运用深孔爆破技术强制放顶 ,减小矿压对底板的破坏程度 ,保证工作面安全开采     

泊里矿煤层底板突水危险性分析与防治措施研究

泊里矿煤层受到底部灰岩岩溶高承压水的突水威胁日趋严重,采用传统的突水系数法评价煤层底板奥灰突水危险性已不能作为矿井安全生产的依据。本文对煤层底板奥灰含水层带压情况进行了分析,通过对煤层底板突水机理及突水危险性分析研究,提出了煤层底板奥灰突水的防治措施及建议,为泊里矿煤层的安全开采提供了技术支持和科学依据。     

底板综合防治水技术在吴桂桥煤矿的应用

吴桂桥煤矿首采11201综采工作面受二22煤层底板太灰(L6、L4)、奥灰水威胁,需对煤层底板含水层进行防治。通过分析井田地质及水文地质条件,采取了井下物探、底板注浆加固改造、疏水降压等综合防治水技术对其进行治理,确保了工作面安全回采。     

新汶矿区15煤工作面承压水上开采技术研究

新汶矿区含煤地层后组煤15煤受底板徐灰水、奥灰水承压威胁。本文对底板承压水防治进行综合分析研究,对指导开采煤层受底板承压水害威胁的治理工作具有一定的参考意义。     

布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水防治技术

为了解决布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水带压开采问题。根据勘探钻孔资料及上部22201工作面开采过程中封闭不良钻孔出水情况,分析了工作面带压开采水文地质条件。通过计算煤层底板采动破坏深度、有效保护层厚度、阻水能力及突水系数,评价了工作面带压开采威胁程度。采取直流电法探测对底板砂岩含水层富水性异常垂向、平面分布范围、特征进行探查,并对重点富水异常区域进行钻探验证及疏水降压。对工作面内钻孔封孔质量进行了评价,预计了工作面开采时封闭不良钻孔的透水量,并对封闭不良钻孔区域的底板砂岩含水层实施疏水降压及注浆改造。经注浆检查孔验证,该区域疏水降压及注浆改造效果较好,可实现工作面安全开采。     

葛泉矿东井带压开采9~#煤综合防治水技术研究

通过综合分析葛泉矿东井9#煤采区的地质、水文地质条件,利用综合勘探技术对煤层底板进行异常区域探测,并对异常区进行注浆封堵,同时注浆改造煤层底板岩层,从而切断了煤层底板下伏奥灰含水层与上覆含水层之间的水力联系,有效降低了奥灰水对矿井生产的威胁,实现了下组煤的安全开采.总结出一套以煤层底板注浆改造为主体的综合防治水技术,对本区乃至全国类似条件下下组煤开采具有重要的指导意义.     

堡子公司9~#煤层带(水)压开采防治水综合技术研究

堡子公司9#煤层受到奥灰水害威胁,为了保障带压工作面的安全回采,特对矿井9#煤层开采水文地质条件进行分析,研究底板奥灰水文地质条件,对底板注浆加固和疏水降压两种治理技术进行分析研究,确定了该矿带压开采工作面防治水措施。     

受水严重威胁煤层安全开采保障技术研究

某煤矿下组16煤层底板下存在含水丰富的徐奥灰含水层,受底板奥灰水威胁严重。为解放煤炭资源和充分利用地下水资源,该矿在合理分析地质条件与实际情况下,实施了疏水降压工程等一系列安全技术措施,实现了受水威胁煤层的安全开采。