突水淹没矿井动水巷道截流阻水墙建造技术研究

在突水巷道中通过灌注骨料实现截流堵水的过程涉及多个力学演化阶段,实践中为了快速复矿需更重视堵水效果,阻水墙建造的关键技术问题研究很少受到关注。结合以往工程案例的堵水过程数据,分析了从骨料灌注到注浆截流的水力学模型,提出了阻水墙建造的关键技术参数设定方法,研究了阻水墙内部应力分布状态及破坏机理。研究表明:(1)阻水墙建造可分为4个阶段的水力学模型,即突水稳定阶段的管道流模型、骨料灌注阶段的管道流-低速渗流模型、骨料接顶阶段的高速渗流-低速渗流模型、注浆截流阶段的低速渗流模型;(2)动水中骨料堆积形态是水平和垂向两个维度共同生长的结果,堆积过程与流场存在动态平衡关系;(3)考虑压差、巷道阻力、堆积段阻力、浆液初凝时间4个要素,提出了堆积段长度估算模型,建立了不同灌注阶段巷顶流速的预测方法和骨料粒径选择方法;(4)注浆后阻水墙的最大剪应力发生在距来水方向较近的位置,相较堆积段全部长度,受力影响范围仅为其很小一部分;水压力越大,剪力和轴力越大,但分布状态、影响范围及峰值位置均不变;围岩与墙体弹性模量比越大,阻水体剪应力分布越集中,峰值剪应力越靠近来水方向;当剪应力最大位置首先达到抗剪强度后,剪应力将向下游产生塑性变形直至形成新的平衡状态,否则失稳破坏。     

综合注浆法建造阻水墙技术

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,利用独头过水巷道的有利条件,通过灌注骨料和注浆施工建造阻水墙成为最直接、最快速有效的治理方案.论文以东庞矿2903工作面陷落柱突水灾害为例,系统介绍了综合注浆法建造阻水墙的工艺技术与方法.     

双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道

以2010年3月发生于内蒙古乌海骆驼山煤矿特大突水淹井水害治理工程为实例,介绍了一种从地面打400m定向钻孔、适用于静水条件、孔底混合方式的水泥-水玻璃双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术。利用双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术先快速建造阻水墙骨架,再联合运用传统综合注浆法对阻水墙骨架进行注浆加固形成阻水墙实体,经受住了试排水阶段的初期注浆效果检验和最后抢险救援阶段最终抽排水的注浆阻水墙实体强度考验,达到了快速注浆堵水抢险救援的目的,经过事实证明该技术是直接、快速有效的突水水害治理技术,能够为其它突水水害抢险救援方案的实施提供借鉴和指导作用。     

水闸墙在高承压松软煤巷特大突水治理中的应用

依据黄沙矿112124掘进工作面突水治理工程,所进行的大量工程水文地质资料,对该工程的难点以及面临的技术难题,进行了应用研究和实践。由于煤层软、强度低、突水水压高,突水巷道几次实现截流后,骨料帷幕墙被反复突破。依现场实际水文资料,分析确定了突水巷道煤层的极限承受强度,合理确定了水闸墙承受的压力,通过水闸墙分压减流作用,降低了突水煤巷骨料帷幕墙与煤层所承受的压力,在高承压松软煤巷高承压特大突水封堵中,实现突水巷道成功截流,通过注浆加固骨料帷幕墙,并采取其他措施,快速高效治理了这次特大突水。     

水闸墙在高承压松软煤巷特大突水治理中的应用

依据黄沙矿112124掘进工作面突水治理工程,所进行的大量工程水文地质资料,对该工程的难点以及面临的技术难题,进行了应用研究和实践。由于煤层软、强度低、突水水压高,突水巷道几次实现截流后,骨料帷幕墙被反复突破。依现场实际水文资料,分析确定了突水巷道煤层的极限承受强度,合理确定了水闸墙承受的压力,通过水闸墙分压减流作用,降低了突水煤巷骨料帷幕墙与煤层所承受的压力,在高承压松软煤巷高承压特大突水封堵中,实现突水巷道成功截流,通过注浆加固骨料帷幕墙,并采取其他措施,快速高效治理了这次特大突水。     

煤矿岩溶水水环境保护安全开采技术

总结了邢台矿区岩溶地下水水环境保护开采方面的技术经验,通过不断深入研究,在水文地质预测、超前探查、井田分区评价、煤层底板改造、快速建造阻水墙、建造陷落柱堵水塞和充填开采技术等方面,取得了较大的技术进步和成效。实现了矿井超前预探及采前安全性评判,采用下组煤带压开采底板注浆改造加固技术,综合注浆法快速建造阻水墙技术、陷落柱堵水塞建造技术、综合机械化充填采煤技术,有效防止了工作面突水事故的发生。     

突水巷道的快速封堵技术

东庞矿在发生陷落柱特大突水灾害后,制定了有效快捷的封堵突水巷道的治理方案,采取了安全、快速、高效的注浆截流技术,不到半年取得了堵水成功.     

垮塌煤巷内快速构建阻水墙技术

为解决垮塌巷道中充填骨料堆积半径小,阻水墙初步形成时间长的问题,及其初步形成之后,阻水墙及软弱煤巷,容易受突水点内外压差△p作用而失稳的问题,在充填注浆阶段,首次省去灌入骨料,采用了"水泥单浆液充填注浆技术",及"大井回灌助推阻水墙快速构建技术"。结果表明:水泥单浆液的扩散半径大,阻水墙形成有效连接迅速;大井回灌技术降低了△p增大速率,使其保持在阻水墙及软弱煤巷能够承受的范围内,只用42 d便完成了阻水墙的构建。     

过水大断面截流堵巷工程若干关键技术问题的探讨

在过水巷道中灌注骨料建造阻水墙是实现突水矿井水害治理的重要手段,阻水墙建造的关键技术问题长期以来缺乏理论技术支撑。从骨料灌注期间的水力学状态、堆积体的"生长-接顶"机制、截流施工参数、墙体受力特征、建造技术综合优化等方面进行了研究和探讨,结果表明:(1)截流过程可分为4个阶段,即骨料灌注前的施工准备阶段、铺底-充填阶段、骨料接顶阶段、注浆加固阶段,结合固液两相流数值模型验证了截流期间流量在时空上的动态分布效应。(2)灌注期间骨料运移受流场作用存在筛选效应,堆积形态与流速密切相关,当骨料灌注过程与流速总体匹配时堆积高度和长度可同步增长并向上游逆向接顶直至成功截流,如果水流流速过低则会提前接顶并在孔间留下空腔。(3)巷道倾角越大骨料向上山方向的起动流速越大,向下山方向越小,且下山中灌注时堆积长度更大、高度更低,不利于成本和工期的控制。(4)从能量守恒、渗流突破、浆液初凝时效3个角度提出了骨料堆积长度的估算方法,分析了不同预测方法的适用性,指出巷道倾角、分支巷、冲刷效应对骨料灌注量的影响。模拟得出5 MPa上游水压对阻水墙的最大应力影响范围不超过50 m,表明注浆加固重点区域是上游距来水端较...     

井壁隔水墙及水源点周边加固截流施工关键技术

立井施工过断层或破碎带,有导水通道与含水层沟通或过砂岩含水层时,如果施工措施不当或地质资料不详极易造成突水淹井。在水文地质条件复杂、水源补给充足、水源点(导水通道)位置明确、工期紧张的情况下,如何快速处理棘手的突发淹井事件就成为当前一个重要的研究课题。对现实中的一起突水事件的处理进行分析,总结出了井壁隔水墙配导水管路注浆截流施工技术,直观有效地解决了突水事件中的一系列问题。