基于靶面帷幕注浆的导水断层治理技术

断层水害是煤矿水害的一种主要类型。针对断层水害探查及治理的复杂性,以准格尔煤田深部矿区龙王沟煤矿巷道掘进过断层为研究对象,在综合利用物探、钻探、化探等手段的基础上,确定龙王沟煤矿DF21断层为导通底板灰岩水的导水断层。针对断层附近巷道底板承受灰岩水压低、隔水层厚度大的特点,提出利用井下靶面帷幕注浆技术治理断层水害,并最终实现了巷道安全掘进。研究成果可为准格尔煤田其他矿区同类型断层水害治理提供借鉴。     

两淮煤田煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术

煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术是近几年刚刚兴起的一种灰岩水害防治新技术,具有探查治理时间超前、探查治理空间范围大、水害隐患整体消除效果好等特点。分析了两淮煤田煤层底板灰岩水害基本特征,研究了煤层底板不同类型灰岩水害区域超前探查治理的技术方法和工程工艺。提出针对淮北煤田煤层底板存在高压复合强富水薄层灰岩含水层水害威胁的矿井,应采用定向水平井钻探和"高密度低压充填+低密度高压劈裂式注浆"探查治理技术;针对淮南煤田煤层底板发育厚层非完整隔水层的矿井,应采用定向水平井钻探和低密度连续高压劈裂注浆探查治理技术,通过典型矿井的工程示范,取得了良好的水害治理效果。      

基于充水要素的矿井水害类型三线图划分方法

煤矿水害分区、矿井水害类型与水文地质类型等划分结果在矿井充水水源、充水通道等水害形成要素方面体现相对不足,对煤矿防治水工作指导性不强。本文从矿井水害形成的基本要素入手,通过分析矿井不同类型充水水源、充水通道及其组合条件下的矿井水害特点及其危害程度,将矿井充水水源按其富水程度与供给能力划分为缓渗式弱供给、涌溃式快供给、突涌式强供给和无阻滞式充分供给4种类型;将充水通道按照其渗流畅通性与空间尺寸划分为低渗流型、高渗流型、小断面自由流管道型、大断面自由流通道型4类充水通道;按不同充水水源与充水通道之间的组合关系,将矿井水害危害性程度划分为轻微、中等、严重与极严重4级,并借鉴Piper三线图与库尔洛夫式地下水水化学分析原理,绘制了矿井水害类型"4-4-4三线图",提出了能简洁反映矿井关键充水要素与水害特征的矿井水害类型划分方法,为煤矿开展水害防治提供指导。      

张集煤矿地面区域治理水平分支孔钻效分析及提速对策

地面区域治理技术在淮南矿区水害治理上效果显著,对目的层进行水害治理是矿井采掘工作面生产推进的前提。水平分支孔快速施工是区域治理技术实施的关键,本文通过对张集煤矿区域治理水平分支孔综合钻效、生产钻效、纯钻进效率、剔除低效钻进效率4种钻效指标进行统计分析,得出工艺技术水平、生产管理水平、组织管理水平对钻效的影响,并提出提高钻效的对策。     

冻结井筒冻结孔涌水机理及逆流引流注浆封堵技术

针对我国西部地区深基岩冻结井筒冻结孔涌水水害技术难题,以胡家河矿主立井井筒冻结孔水害治理工程为实例,分析了冻结孔环状导水通道生成及涌水机理,进而提出一种创新性的逆流引流注浆封堵技术,并介绍了该技术的原理及施工工艺。工程实践证明,该技术能高效快速治理冻结孔涌水水害。     

煤矿水害勘查与治理技术新进展及发展趋势

为了更好地推广应用现有技术,提高煤矿水害勘查与治理水平,系统总结了煤矿床水文地质勘查和主要水害治理工程的最新技术方法。详细介绍了地下水系统分析、多种勘探手段、水害评价预测、隐蔽致灾因素精细探查、地面区域治理等方面取得的研究成果;指出了目前水害勘查和治理尚存在的不足;探讨了进入煤炭安全绿色开采的新时代,水害勘查技术的发展趋势、需要创新的新理论和关键技术。     

贵州新华磷矿大戛矿段开采水害预测分析

根据突水水源、地层结构等,结合贵州新华磷矿区大戛矿段,根据普查矿区水文地质条件,论述了贵州新华磷矿区大戛矿段的水害类型及其对矿山建设的影响,给出了该磷山防治水害的总体思路和措施。     

煤层底板水害超前区域治理理论框架与关键技术

随着我国华北型煤田浅部煤炭资源开采殆尽,深部煤炭资源受底板灰岩岩溶水害威胁严重,常规井下直孔注浆方式存在施工位置受限、钻遇含水层孔段短、注浆盲区大、目标位置不准确等问题。为此,提出了基于顺层定向钻孔进行注浆改造的超前区域治理技术,系统研究了顺层近水平注浆孔浆液运移规律、底板水害超前注浆模式、注浆参数控制工艺、隐伏导水通道超前判识探查与注浆效果检验与评价等。通过系统研究,构建煤层底板水害超前区域治理理论框架与技术体系,具体包括5方面内容:提出煤矿底板水害超前区域治理模式分类和选择准则,概化形成适用于我国华北型煤田地质及水文地质条件的底板含水层注浆改造模式;形成隐伏导水通道水平定向钻超前判识治理技术;建立超前区域治理关键注浆参数控制工艺体系;提出了注浆全过程的多指标定性、定量效果检验与评价技术。上述研究成果在煤层底板水害超前区域治理工程中成功应用,对底板水害超前区域治理起到重要的理论和技术支撑作用,为我国华北型煤田深部煤炭资源安全开采提供保障。     

山西富东煤矿水害类型分析及其防治建议

富东煤矿主采煤层为石炭系上统太原组8、9、12、15上、15下号煤。近年来,随着开采水平的不断延伸,矿井水害日益呈现,对采掘工作面人员及安全生产构成威胁。以涌水水源与导水通道为划分原则,将整合后的富东煤矿面临的水害类型划分为采(古)空区及相邻矿井开采积水水害、含水层突水水害、断层破碎带突水水害、岩溶陷落柱水害以及地表水体突水水害,并分析了各种水害类型特点及其对煤矿安全生产的影响程度,认为在煤层开采过程中,导水裂隙带直接进入第四系松散强含水体或断层破碎带,若支护不当,雨季沟谷中的地表径流、各种含水层中地下水以及上覆煤层采空区积水都会通过断层及陷落柱等导水构造发生水力联系,对矿井造成威胁。指出了矿井水害防治重点,并提出了相应的防治水建议。     

“华北型”煤田岩溶水害及防治现状

“华北型”煤田的开采普遍受到煤层底板岩溶承压水的威胁，近年来，煤田岩溶水害的机理研究取得突破性进展，认为岩溶裂隙水网络是发生突水的物质基础，隔水层的岩石水学性质及厚度是突水的制约因素，断裂构造是突水的关键因素，采矿活动是突水的诱发因素；在水害防治方面，采用疏水降压、注浆改造、帷幕截流等技术方法，取得了明显的技术效果，本文旨在介绍水害现状，分析探讨治理对策，为治理煤田水害提供参考。     

朱仙庄煤矿“五含”水文地质特征及水害防治对策

淮北朱仙庄煤矿北部采区8煤开采主要水害威胁来自顶板侏罗系"五含","五含"压覆下首采面866-1工作面回采过程中发生"五含"溃水溃沙事故,造成重大损失。"五含"赋存条件复杂,勘探程度较低,亟待进一步探查、分析其水文地质条件及水害特征,以便提出根治其水害威胁的防治对策。通过对"五含"的空间展布、构造发育特征、岩溶发育规律、富水性及分区、水化学特征、水位动态特征及与主要含水层的补给关系等方面的勘探分析,对"五含"的水文地质特征进行了深入研究,得出"五含"具有静储量大、径流条件好、水压高、动态补给强等主要水害特征,提出了"帷幕截流"和"疏干开采"相结合的综合水害防治对策。      

大同云岗石窟文物渗水病害防治方案探讨

大同云岗石窟是国家级重点文物保护单位。多年来其水害严重，造成了文物的损坏，对其治理已经列入文物保护部门的日程。本文分析了大同云岗石窟石质文物渗水病害的类型与成因，并提出了新的渗水病害防治方法，为我国石质文物的保护提供参考。     

淮北煤矿水害类型及其防治的研究

淮北煤矿为全隐蔽煤田,主要含煤地层为二叠系。煤矿的水害类型主要为三种,即煤层下伏太原群灰岩岩溶水底板突水水害,煤层顶底板砂岩裂隙水水害,以及煤层上覆新生界砂砾层孔隙水水害。通过大量研究,对各类水害的特征和影响因素作了分析。对一些重要问题我们作了试验和检测。经大量数据统计,作出了煤层底板突水系数图和底板突水危险程度分区。最后我们对各类水害提出防治措施和方法。     

地面顺层孔探注成套技术在底板高压岩溶水害治理中的应用

我国东部矿井深部采区太原组灰岩含水层具有高承压、强富水、补给充沛、无垂直分带性、存在强径流带和垂向导水通道、与奥灰有水力联系等特点。以淮北矿区朱庄矿Ⅲ63采区底板薄层灰岩水害为例,采用地面顺层水平井钻探手段进行精准探查,结合高效的地面高压注浆控制工艺,对探查到的涌水通道及原生溶隙、构造裂隙等进行注浆治理,完成了整个采区的区域超前治理,并得到有效验证。本技术是国内首次采用地面顺层钻孔对底板灰岩水害进行区域超前治理的成功案例,已形成成套技术规范。对具有类似水害威胁的同类矿井防治水工作借鉴作用重大,对煤矿顶底板水害超前区域治理的技术手段与理论水平的发展与革新具有重大意义。     

矿井水害防控远程服务云平台构建与应用

煤矿水害严重制约煤炭资源安全高效开发。针对我国煤矿开采面临的典型顶板、底板和老空水害问题,现阶段矿井水害防治主要开展水害危险性评价、涌水量预测、水害监测预警及水害探查与治理等工作,智能化程度不高。为了解决煤矿企业现场水害防治不同阶段研究与决策的智能化需求,通过将煤矿水害防治与“大数据”“数字化矿山”“互联网+”“云服务平台”等新理念、新技术进行融合,设计开发了基于多源数据融合的矿井水害防控远程服务云平台,实现水文地质信息管理、水害风险分析评价、水害防治方案设计、水害监测数据分析与智能预警、水灾事故辅助决策以及随时随地多部门多端协同,构建形成“互联网+水害防治智慧服务”新模式。矿井水害防控远程服务云平台实现了煤矿水害防治方案的科学、快速、精准制定,提高了矿井水害防治技术工作管理水平,为煤矿安全高效开采提供可靠的技术平台支撑。      

中国煤矿水害基本特征及其主要影响因素

分析了中国煤矿水害发生发展的基本规律,研究了中国煤矿水害的基本特征及其产生原因。较为系统地论述了我国煤矿水害防治技术存在的主要问题、技术难关以及生产企业对矿井水害防治技术的基本需求。重点分析了深部煤炭资源开发过程中高承压水底板突出机理及其防治技术和废弃矿井老空水突出机理与防治技术。提出了中国煤矿水害防治技术和矿井水文地质安全保障体系建设的发展趋势。      

分流水道类型特征及意义

研究总结了三角洲平原中五种主要类型的分流水道沉积特征、分形几何特征及其形成条件。所度量的河控、潮控和波控三角洲的五种主要分流水道体系的分维值变化范围为１.０４６至１.７６３。以分流水道类型或分流格式为基础，划分了相应五种常见的三角洲平原类型，并阐述了分流水道组合式及其演化与三角洲体制的关系。     

山西省霍州矿区水文地质条件及矿井充水条件分析

山西省霍州矿区是全国少有的低硫焦煤基地之一,由于矿区处于郭庄岩溶水系统的径流带和排泄区,地下水富水性强,矿区水文地质条件复杂,加之构造十分发育,断裂构造平均91条/km2,陷落柱平均60个/km2,水害类型复杂多样.随着开采水平的不断延伸和开采深度的不断加大,多数矿井带压开采,最大承压6.1MPa,矿井受水害威胁程度也越来越大.依据其水文地质条件,将其充水类型划分为四种类型,以及四种导水方式,并确定了该区含水岩层的富水性.     

华北型煤田底板灰岩含水层超前区域治理模式与选择准则

为建立系统的超前区域水害探查治理技术体系，分析概括我国石炭-二叠纪煤田煤层赋存及水文地质条件，从水害治理工程的系统性出发，围绕我国煤层底板水害超前区域治理工程施工过程中钻孔施工条件、层位选取、钻进工艺3个主要因素，概化形成适用于我国华北型煤田地质及水文地质条件的底板含水层注浆改造模式。综合考虑煤层埋深、煤层底板承受水压、底板岩层结构组合等判识指标，确定了各类治理模式的选择准则；结合钻孔布设、注浆材料2项指标，进一步划分出超前区域治理亚类模式。以淮北矿区、韩城矿区2个典型超前区域治理工程实践为例，分析了各区域治理模式的选取原则及工程应用效果。研究成果对指导我国煤层底板含水层超前区域治理工程模式选择与底板注浆工程实施具有重要理论指导作用。      

“八位一体”闭环式煤矿顶板水害管控模式的构建与应用

煤矿水害防治是矿井安全管控的重点之一,但缺乏全面、系统、可控的技术管理手段,制约着煤炭资源的安全高效开采,为了科学、有效地指导煤矿水害防治工作,以鄂尔多斯盆地深部煤矿顶板水害为例,运用系统工程与闭环式管理的理论体系,提出了“立体探查、预测预报、追踪探放、分段疏降、采前评价、阶梯排水、监测预警、总结优化”的顶板水害闭环式管控模式,该模式涵盖了水文地质条件探查、水害预测、顶板水疏排、水害监测预警等全过程的管理、控制,形成了从水害治理效果到水害防治过程中每个阶段的反馈通路,组成一个水害防治闭合回路,保障了防治水工作有据可依、偏差可控。将该模式应用于深部复杂水文地质条件的煤矿顶板防治水技术与管理,实现了煤矿水害防治技术与生产管理的协同创新,保障了煤矿安全高效开采,为深部复杂水文地质条件煤层开采顶板防治水技术与管理提供借鉴。