古汉山矿煤层底板加固与隔水层保护

随着矿井开采深度的增加,古汉山矿地应力越来越大,工作面回采时煤层底板破坏程度也在增加,煤层底板L8灰岩含水层水压越来越高,造成煤层底板加固的注浆压力不断增大,这样势必会引起在煤层底板注浆加固时破坏煤层底板与L8灰岩之间的隔水层。从而引起回采工作面在回采时底板突水。为防止煤层底板加固时破坏煤层底板与L8灰岩之间的隔水层,古汉山矿11031东回采工作面煤层底板加固时采用控制注浆压力的措施,既加固了含水层又保护了隔水层,效果很好。     

坚硬顶板厚隔水层条件下底板突水致灾机理及全周期治理技术

峰峰矿区九龙矿4号煤层顶板为厚3.5 m的坚硬野青灰岩,煤层底板岩层组合为“厚隔水层夹薄层灰岩+奥陶系灰岩”,九龙矿开采4号野青煤以来,发生多起底板奥灰突水事故。针对煤层底板存在厚隔水层且传统井下底板加固甚至区域治理仍无法完全消除奥灰突水的现状,笔者基于零位破坏理论,建立了考虑顶板压力传递的煤层底板采动破坏力学模型,分析了顶板压力传递和承压导升作用下的底板突水致灾机理,提出底板水害“采前-采中-采后”全周期治理技术并通过井下底板验证孔-工作面涌水量-奥灰水位动态变化“三位一体”立体化监测对治理效果进行评价。研究结果表明：(1)坚硬顶板条件下,采空区悬露面积大,周期来压强烈,导致底板破坏深度增加,在煤层底板导水构造阶梯式导升作用下容易发生滞后突水;(2)通过采前区域治理对煤层底板进行全面加固消除致灾因素,采中对煤层底板微震事件多发、构造发育区域进行重点加固达到减水开采,采后补强加固实现保水开采,创建了工作面底板奥灰水害全周期治理模式;(3)治理后,工作面底板薄层灰岩与奥灰无水力联系,奥灰水位与工作面底板涌水量随工作面来压发生变化,但变化幅度较小,工作面涌水量仅为0.46～1.12 m3/...     

基于微震信号突变分析的底板断层突水预测

为了探索承压水上底板采动断层活化破坏特征,预防底板断层活化突水,利用微震监测技术对工作面底板采动断层进行了连续动态监测。结果表明：当工作面推进距断层约60 m时,断层就出现活化迹象,且随着工作面的推进,断层活化程度及破坏范围增大;底板断层活化破坏深度达到30.4 m,接近无断层底板破坏深度的2倍,活化破碎的断层带更容易形成导水通道诱发工作面底板突水。基于承压水上采动断层活化破坏特征信号,利用Origin数据处理软件对微震监测的底板断层活化破坏深度数据进行了4次多项式拟合,应用基于突变理论推导的底板采动岩体失稳突水判据对其进行了突变分析。依据分析预测结果,并结合放水孔水量、水温等信息,及时注浆加固了底板断层活化破坏区域,使工作面顺利推过断层区域,实现承压水上断层区域工作面的安全带压开采。     

综采工作面底板注浆加固改造技术研究

陈四楼煤矿2801工作面通过钻孔注浆封堵煤层底板导水裂隙,注浆充填底板太原组上段灰岩含水层,把含水层改造为隔水层或弱含水层,增加有效隔水层厚度,增强抗压强度,切断太原组中、上段灰岩含水层与煤层之间的水力联系,防止煤层底板突水,保证工作面安全回采。     

降低突水系数在刘桥一矿生产管理中的实践

刘桥一矿受煤层底板灰岩水威胁 ,通过对工作面底板物探异常区钻探探查 ,对薄弱带进行注浆加固和对该区域太灰水的定量疏放 ,使工作面水压降到安全值之下 ,从而降低了工作面突水系数 ,实现了安全回采。     

千米钻机定向钻进技术在矿井防治水中的应用

赵固一矿为了有效控制二1煤层底板L8灰岩及下伏高压含水层向采掘工作面突水,对该矿含水层水压高、隔水层厚度薄等水文地质条件进行了分析,结合目前防治水工程中普通注浆钻孔的应用情况,提出将近水平定向钻进技术应用到矿井防治水工程中,采用近水平定向钻孔结合地面注浆站造浆对煤层底板进行注浆加固。实践表明,该方法的应用成功阻隔了二1煤层底板高压水的向上突水通道,对导水裂隙和构造进行封堵,确保了矿井的安全生产。     

刘桥一矿Ⅱ624工作面突水机理及防治措施

针对刘桥一矿Ⅱ624工作面严重的突水问题,基于现场调查,结合已有的地质水文资料对突水机理进行了深入研究得出:突水水源为六煤层底板灰岩水、断层和附近裂隙水;突水根本原因在于多期构造应力使Ⅱ624采区底板产生大量裂隙,破碎的底板在采动作用下导通灰岩水。为此,采取了3种防治突水措施,保证了工作面的安全回采,并取得了显著的经济效益。     

承压水下工作面底板突水机理及注浆加固技术研究

针对煤层底板存在奥灰承压水影响工作面安全回采问题,采用理论分析和数值计算对动压影响下底板破坏深度进行了计算,同时计算了底板承受极限水压力,通过突水危险性评价,可知该工作面在回采过程中易发生突水事故。基于此提出了底板注浆加固方案,使底板抵抗突水的能力得到加强,从而实现工作面安全高效回采。     

回采工作面水害分析及防治

从分析矿井的水文地质条件入手，对回采工作面回采期间底板突水机理及特点加以阐述，针对突水原因，采取了底板注浆加固、底板疏放、施工导水眼等方法进行整体防治．确保了矿井的安全与生产，实现了高产高效。     

环工作面电磁法底板突水监测技术

为了监测煤层底板在工作面回采过程中导含水构造裂隙的实时动态发育情况,避免底板突水事故的发生,提出了利用环工作面电磁法对煤层底板突水进行监测的方法技术。通过数值模拟,研究总结了全空间条件下采煤工作面底板不同空间位置异常体在环工作面电磁法观测方式下的响应特征。设计了环工作面电磁法底板突水监测观测系统,并提出了电磁法突水系数的概念。根据底板下导含水裂隙与工作面底板之间距离的大小将电磁法突水系数划分3个等级：突水提醒阈值Cr、突水警告阈值Cw和突水报警阈值Ca。     

汾源矿5~#煤底板奥灰原始导高测试与研究

以汾源矿5#煤底板施工注浆钻孔资料为基础,分析了汾源矿奥灰原始导高发育情况及其对煤层开采的影响,得出汾源矿奥灰上马家沟组顶面存在9.1~49.25 m的原始导高;5-101首采面部分区域奥灰原始导高可发育至底板破坏带以上,首采工作面回采存在一定的奥灰突水危险,对5-101工作面进行底板隔水层注浆加固及含水层改造可起到防治水作用,并且对发育有奥灰原始导高的矿井防治水工作也有一定的指导意义。     

承压水上含隐伏构造底板突水机理研究

以昌恒煤矿9102工作面实际地质资料为基础,借助数值模拟与现场测试等手段,从底板应力分布特征与塑性区发育特征两方面分析了该工作面下隐伏构造对工作面推采的影响。研究结果表明：陷落柱等地质构造的存在,使得工作面回采时在地质构造前出现应力集中现象|工作面回采引发的底板岩体破坏形式主要以剪切破坏为主,且塑性区与陷落柱顶部靠近工作面一侧边界塑性区首先连通形成突水通道,进而引起底板突水|利用底板应变计监测工作面回采引发的煤层底板破坏情况,最终得出工作面回采引发的含隐伏构造底板的破坏深度与经验及理论公式的计算结果能保持一致,验证了现场测试方法的可行性及科学性,为承压水上底板含隐伏构造煤层的安全生产提供借鉴。     

基于微震监测技术的巷道底板监测准确性研究

由于葛泉矿煤层底板受大青灰岩和奥陶系灰岩含水层的威胁,为保护工作面回采时底板不受突水危害,采用KJ959微震监测系统对11913运输大巷及周边区域布置拾震传感器进行实时监测,监测回采工作面底板下"三带"裂隙发育情况,并通过定位标定炮位置研究了巷道微震监测定位的准确性。     

煤层底板突水预测与注浆加固技术研究

为保证二1煤层回采工作面的安全正常回采,通过建立二1煤层底板力学模型,对底板在完整时或遇断层时所能承受突水极限压力具体分析,根据理论分析法结合地质条件对煤层底板突水性进行预测,并对12181工作面采取注浆加固的防突措施。结果表明:二1煤层底板在完整时能够阻止奥灰水的突出,但在断层及岩层挠曲段存在突水危险;在对12181工作面底板采取注浆加固处理后,保证了工作面的安全顺利回采。     

朝川矿一井21070工作面突水原因分析

朝川矿一井水文地质条件复杂,二1煤层安全开采受到底部石炭系太原组薄层灰岩和寒武系灰岩岩溶承压水突水威胁。在二1-21070工作面回采过程中,发生1次底板涌水量为740 m3/h的突水事故。从突水位置及其附近断层、地层结构上看,突水水源可能是石炭寒武系灰岩岩溶水,但通过水质识别、水量和水位动态资料分析,并结合井田水文地质条件综合判断,突水水源实际是小煤窑采空区积水,通过采动裂隙及断层以越流方式间接补给了煤层底板岩溶水。通过采用充填法对小煤窑井口进行处理,并对工作面断层附近底板进行了注浆加固,使二1-21070工作面实现了安全开采。     

应用地面定向钻治理煤层陷落柱突水问题

朱庄煤矿Ⅲ6213工作面在回采过程中发生突水事故,涌水量达到170 m~3/h。分析得出,造成突水的水源为灰岩水,导水通道为陷落柱,但是该出水点位于采空区,由于回采导致底板破坏,井下不具备治理的可行性。因此采用地面定向钻孔技术对陷落柱及其附近区域进行探查,钻孔揭露导水通道后,采用骨料灌注、水泥粉煤灰双浆液高压注浆技术对导水通道进行快速封堵。最后设计探查加固孔既对陷落柱治理效果进行检查,彻底消除突水隐患。经过历时108 d的治理,突水点的涌水量由初期的170 m~3/h减少到治理后的小于5 m~3/h,Ⅲ6213工作面于2014年11月2日安全完成回采,回采期间工作面无出水现象。     

平煤十一矿承压岩溶水突水成因分析及综合防治

通过对平煤集团十一矿己组煤层开采过程中底板突水特征进行分析,深入研究了己组煤层底板高承压岩溶水突水机理及影响突水的地质构造、水文地质、突水水源、突水通道和突水系数等因素。根据矿井水文地质条件与采动破坏规律实施了相应的泄水巷疏水降压、底板注浆加固、底板帷幕注浆等防治措施,取得了良好效果,为深部煤层的安全经济开采提供了科学依据。     

含水层上工作面回采诱发顶底板破坏及应力演化规律试验研究

以五沟煤矿F4、F5断层地质条件为背景,采用相似模拟试验方法,对含水层上正断层上盘工作面回采过程中煤层顶底板岩层破坏及应力变化规律进行研究。结果表明,随着工作面推进,煤层底板的应力峰值随着断层距离的减小而增大;采动影响及含水层水压作用导致煤层底板岩层产生裂隙,衍生出突水通道,突水危险性增加;对F4断层进行注浆加固,阻隔对盘含水层,相对增加工作面与含水层的距离;试验结果表明,下盘含水层对上盘工作面回采的影响减小,可以有效缩小防水煤柱宽度。     

井下高压注浆钻孔突水治理技术

皖北煤电集团刘桥一矿开采的6煤层受下伏太原组灰岩水严重威胁,工作面回采前需采取底板注浆改造措施,但施工注浆钻孔过程中常因构造发育带的影响,造成巷道底鼓变形、遭受破坏,沿钻孔周围发生底板灰岩水突水。对突水原因进行了分析,提出针对性治理方案,并从钻孔布置、注浆和钻探施工等方面提出了类似钻孔事故的预防措施。     

承压水体上煤层底板下位隐伏断层采动突水机制研究

由于煤层底板隐伏断层分布广、数量多、隐蔽性强且不易探测的特点,使得底板隐伏断层活化突水成为深部开采突水的主要形式之一。根据底板隐伏断层发育规模及空间位置条件,总结提出了底板沟通隐伏性断层突水、上位隐伏性断层突水及下位隐伏性断层突水3种模式。针对承压水体上煤层底板下位隐伏断层底板突水模式,通过力学分析、底板突水相似模拟及FLAC^3D数值拟研究了煤层回采过程中底板空间采动应力变化规律、隐伏断层扩展及突水通道演化过程。研究结果表明：近煤层底板采动岩体随工作面推进,经历压缩-卸荷-恢复过程,形成采动破坏带,底板空间采动应力状态以工作面为分界线呈现水平“S”型分布形态;采动-水压-隐伏断层作用下,隐伏断层将对采动应力随工作面移动起到阻隔作用;隐伏断层顶部受矿压-水压作用的破坏程度时机更早、程度更严重,更易诱发导水裂隙发育,隐伏断层原生裂隙扩展并向逆工作面推进方向上方发育,与采动破坏带沟通形成突水通道;采动承压水导升运移与采动裂隙发育紧密相关,采动承压水导升强度及强渗流区范围随工作面推进渐进发展,底板隐伏断层采动突水先出现隐伏断层上方采空区,突水量随工作面推进渐进增加。在将含...