裂隙砂岩顶板掘进巷道探放水技术研究

本文针对裂隙砂岩顶板掘进巷道渗水量较大的问题,进行了探放水设计及防治措施。以山西某矿2号煤层东翼开拓巷道为例,对出水情况进行分析,研究表明:1.出水通道主要为2号煤层裂隙及巷道掘进引起的塑性区;2.根据巷道出水特征,提出以长钻孔探测、短钻孔疏排为核心的防治水技术,并对长距离探放钻孔、短距离疏排水钻孔进行设计。采取防治水措施后,东翼开拓巷道掘进迎头出水量控制在15m3/h以内,确保了巷道掘进安全,并在一定程度上提升了巷道掘进效率。     

巴拉素井田富水煤层岩巷揭煤防治水工程技术初探

煤层多为致密沉积物,一般视其为隔水层,近年来,我国陕北侏罗纪煤田榆横北区内发现的富水煤层问题较为突出。为解除榆横北区富水煤层岩巷上山掘进揭露2号煤层的水害隐患,以巴拉素煤矿为例,采用"物探先行、钻探后进"的原则,结合动态监测、水化学分析、钻孔窥视等多种综合手段,在岩层巷道掘进过程中,确保揭露煤层的安全。结果表明:通过物探工程发现了巷道掘进前方2号煤层存在富水异常区,钻探工程疏放水效果显著,应用水化学分析确定了煤层水质类型为SO_4~(2-)-Na·(Ca)型水、总矿化度在6 000mg/L左右,结合孔内窥视,发现煤层内部的裂隙发育、水体联通,由此认为本区内2号煤层水体具有赋存范围大、补给条件差、水力联系好、静储量为主的特点,其长期处于封闭状态,有利于矿井疏放水工作的高效开展。结合本次安全揭煤经验,以期为矿井巷道掘进揭煤提供借鉴和思路。     

水体下巷道掘进水害分析及安全性评价

针对某煤矿巷道掘进出水情况,结合矿井水文地质条件以及涌水特征,确定矿井巷道充水主要水源为煤层顶板砂岩含水层,通过对其补给、径流、排泄条件以及含水层厚度、富水性、导水通道等客观条件进行分析,结合煤矿改造后的防排水设施能力对巷道掘进过程中的安全性进行评价,认为矿井现有条件能够满足安全掘进的要求。     

霍尔辛赫煤矿3号煤带压开采巷道掘进的防治水技术研究

分析了霍尔辛赫矿井水文地质、充水因素,并对3号煤巷道掘进时的水害威胁进行评价和防治水方案设计(针对不同情况设计了四种探放水钻孔布置方式)。设计方案在该矿3号煤层回风大巷掘进现场应用效果良好,解除了水害隐患,防止了透水事故,保证了安全生产。     

煤矿老空水探放方法探讨

济宁二号煤矿煤系地层含水层丰富,在采掘生产中存在老空水水害威胁。沿空掘进巷道利用工作面附近现有巷道、切眼,采用打钻探放水与"边探边掘"施工相结合的方式探放老空水,不仅有效提高了巷道掘进速度,而且增大了放水量和放水速度,缩短了探放水时间,确保了安全生产和矿井生产接续。     

榆横北区富水煤层巷道掘进防治水技术

为解决榆横北区富水煤层巷道掘进过程中的2号煤层水患问题,以巴拉素煤矿为例,结合以往采掘经验,首先进行岩巷内超前钻探工程(短钻+长钻)、水化学分析,而后提出针对于本区特殊的煤层水害巷道掘进的疏放水探查思路。结果表明:前期对2号煤层的钻探工程疏放水效果显著,各钻孔水量、水压衰减明显,说明2号煤层水体补给条件差,总体属于静态水赋存状态。经水质全分析测试发现:2号煤层水的水质类型基本为SO4-Na·(Ca)型水,p H值在7.63～8.04之间,总矿化度在5 820.88～6 202.99 mg/L之间,认为其水体径流、排泄条件有限,长期处于封闭状态,有利于疏放水工作的开展。由此,提出适用于本区2号煤层掘进巷道的疏放水探查思路,具体包括"双层漏斗式"、"超前掩护式"、"下煤引流式"及"双侧羽状式"等钻探技术方案。     

定向钻机远距离集中探放近间距老空水的应用

文章以西铭矿近间距赋存的8号煤层与9号煤层的现场地质条件为基础,将9号煤层掘进期间探放上覆8号煤层采空区积水作为研究对象,在8号煤层采空区积水周边巷道内,通过应用定向钻机远距离向采空区最低点施工探放水钻孔进行探放水,共疏排水约75 000 m~3,巷道内钻孔孔口再无淋水现象,现场应用效果良好,解决了近间距煤层探放水难题,丰富了探放水的方法和手段。     

东曲矿24808工作面上覆采空区充水水源与充水系数分析

为保障24808工作面回采作业时不出现突水现象,结合矿井2#煤层及4#煤层的地质条件,进行2#煤层采空区充水水源及充水通道的分析,根据分析结果可知,24808工作面回采前必须进行上覆采空区的疏放水作业,在工作面进行探放水作业时,进行各项参数的监测,结合地质条件进行上覆采空区充水系数的分析。结果表明:24808工作面探放水作业后,上覆2#煤层采空区的充水系数为0.3,满足煤矿防治水细则要求,能够进行24808工作面的回采作业。     

镇城底矿复采残采地质防治水技术研究

地质防治水问题是复采残采煤层开采工作中不可忽视的安全问题。镇城底矿井田周边分布众多小窑,受小窑采掘破坏影响,18105工作面开采的太原组8#煤层上分层形成部分空巷和采空区,顶板垮落流水不畅,容易形成采空区积水,水文地质条件复杂,老空积水形状极不规则,分布空间错综复杂,老空水为矿井主要水害,严重影响矿井安全生产。根据复采煤层掘进过程中面临的上分层老空水水害问题,研究制定了在小窑破坏区掘进的防治水方案,按照“长探+短探+班自探”超前探放水原则,在复采工作面实施“网格化”钻探,做到了有计划地揭露小窑采空区,保证矿井的安全生产。     

巴拉素煤矿不同阶段水害问题防治技术研究

在我国西部地区煤炭资源丰富、水害问题严重。为了矿井在建设、生产等不同阶段所面临水害问题可得以有效防治,以侏罗纪煤田榆横北区巴拉素煤矿为例,通过对矿井地质、水文地质条件进行分析,确定主要充水水源和充水通道,并对2号煤层水进行涌水量预测,结合矿井不同阶段的水害隐患,提出相应的防治措施。结果表明:矿井采掘2号煤层时,2号煤层水、其顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层水为矿井主要充水水源,覆岩导水裂隙带为主要充水通道。通过涌水量预测,分析确定采用水平廊道法预测的2号煤层水涌水量为防治水工作依据。结合现场实际,提出采用地面、井下等不同地段进行探查,物探、钻探等方法共同使用的综合方法,对后期矿井采掘过程中的顶板水、煤层水、采空区水、离层水等水害,提出相应的防治措施和方案。     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发,研究了矿区奥灰水突水危险性,计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查,探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性,形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明,利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯,可为矿区安全开采提供保障。     

斜沟煤矿采区大巷钻孔突水原因浅析

斜沟煤矿二水平21采区辅运大巷上山掘进遇特厚煤层垂直导水裂隙带,沟通顶板砂岩裂隙含水层水,造成工作面钻孔突水,累计突水量26 511 m3,影响大巷施工2个月。通过本次钻孔突水,对煤层浅埋薄基岩区顶板砂岩裂隙水影响矿井安全生产有了进一步认识,为今后斜沟煤矿及相似地质条件矿井防治顶板砂岩裂隙水积累了一定的经验。     

定向长钻孔整体水力压裂增透技术在赵固二矿的应用

针对赵固二矿煤层透气性低、钻孔有效影响半径小,实施定向长钻孔代替底板岩巷进行区域瓦斯治理期间钻孔工程量大、瓦斯抽采效果不理想的问题。结合煤层赋存特征及钻孔施工情况,采用定向长钻孔整体水力压裂增透技术,理论分析了合理坐封位置、压裂参数,完成200 m煤巷条带一次整体压裂,最大泵注压力24.3 MPa、累计注水量1 613 m³。并基于煤层全水分变化,考察确定了单个钻孔压裂影响范围达到巷道两帮30 m,有效改善了煤体储层特性,提高了煤层瓦斯抽采效率。在实现定向钻孔对预抽煤巷条带可靠控制的同时,最大程度降低了钻孔工程量、缩短了瓦斯治理周期,为实现矿区“以孔代巷”及高效安全开采提供了技术支撑。     

巴拉素井田煤层富水机理与注浆堵水技术

陕北侏罗纪煤田榆横矿区(北区)是我国重要的煤炭生产基地,区内大型矿井分布较多,煤层埋藏相对较深,在采掘过程中发现有富水煤层问题。为研究区内煤层富水机理及采掘过程中的水害问题,以巴拉素煤矿2号富水煤层注浆堵水治理工程为例,通过对水文地质条件和地下含水层之间水力联系情况分析,查明了区内各含水层水文地质特征及类型,确定了2号煤层水为立井井筒过煤层段的主要充水水源,并提出了富水煤层注浆治理保障新技术。通过抽水试验、水化学测试,发现区内地下水含水层主要为第四系松散层潜水含水层、白垩系下统洛河组孔隙-裂隙含水层、侏罗系中统直罗组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤顶板延安组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤层含水层等。第四系松散潜水含水层和白垩系洛河组孔隙裂隙含水层之间水力联系密切,其他含水层之间均未发现水力联系。根据现场实际及多次实践,确定以"引流注浆、帷幕封堵"为总体思路,运用"井下打钻,地面拌浆,管道输送,高压灌注"的方法,完成2号煤层富水区段的封堵。研究及实践结果表明:通过多种材料结合、钻探注浆等组合工艺实施后,在副立井井筒马头门煤层揭露区段及待掘巷道周围形成了有效的止水帷幕,将掘进巷道与富水煤层隔开,最大程度地减小井筒涌水量,超出预期目标完成注浆堵水任务,副立井井筒总涌水量由最初的150 m~3/h(最高200 m~3/h)衰减至竣工时的11 m~3/h,注浆堵水率约为93%,实现了对富水煤层大量出水有效封堵的目的。     

首采层开采对底板煤层影响规律分析

为了分析首采层开采对底板煤层的影响规律,采用理论分析,分析了首采层开采对煤层破坏范围,研究了首采层开采对煤层工作面掘进和回采的影响,然后钻孔验证了1901运输巷反掘联络巷26.3 m打钻地质成果。研究得出:首采层工作面回采对下部9号煤层工作面产生影响为走向方向上内错19.8 m,倾向方向上内错8.42 m;首采层工作面回采对下部7号煤层影响范围为工作面范围内走向方向上内错9.42 m,倾向方向上内错3.93 m。研究为今后底板煤层的设计工作提出理论基础。     

丰达煤矿水文地质条件分析与防治对策研究

急倾斜煤层覆岩破坏发育规律较为复杂,其顶板导水裂隙带发育高度不完全可控,其浅部老空老窑积水易构成较大隐患。针对丰达煤矿急倾斜的二₁煤层,矿井安全生产面临较严重的浅部老窑积水水害威胁状况,通对分析矿井水文地质条件尤其是老空水和地下水水害威胁程度,提出了“地面井下相结合、探查疏放工作持续开展、老窑灰岩水害防治兼顾”的防治对策,开展井下泄水巷结合常规钻探疏放老空水同时对寒灰水进行探查,确保浅部老空水疏干放净和寒灰水安全带压开采,为矿井安全采掘和急倾斜煤层的探查与防治提供对策。     

东胜—神府矿区煤层顶板水害预测及防治

针对东胜—神府矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探+孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

低抽巷合理化布置及钻孔抽采效果考察研究

首山一矿主采煤层为突出煤层,不具备保护层开采条件,且属于单一低透气性煤层,瓦斯抽采困难,主要采取低抽巷向煤层施工穿层钻孔预抽瓦斯掩护煤巷掘进的区域防突措施。为提升瓦斯治理效率,从瓦斯抽采效果、经济效益等多方面入手,考察研究低抽巷布置方式,选取合理化低抽巷布置方式,提升瓦斯治理效率,确保矿井安全高效生产。