黄河北煤田顶底板定向注浆关键技术

为有效解决我国黄河北煤田面临的顶底板含水层双重水害问题,以山东能源邱集煤矿水害治理为例,在矿井水文地质和水害特征分析的基础上,确定了超前主动、区域协同、逢漏必注和安全推进的防治水理念;提出了"顶底板同注+帷幕注浆"的灰岩水害治理技术,采用"梅花式"与"上下穿层式"的钻探方式实现了含水层岩溶裂隙和隐蔽导水通道的有效探查,通过等距离定向钻孔和井上下水文钻孔实时观测技术确保了高质量精准注浆;截至2018年底注浆工程共施工19个主孔,95个分支孔,累计完成进尺64 183.74 m,注入水泥329 035 t、粉煤灰24 845t。结果表明:注浆治理后区域内四五灰和徐灰的水压明显减小,涌水量均小于10 m~3/h,实现了11煤层的安全揭露和工作面试采,说明黄河北煤田定向注浆关键技术可以有效封堵含水层岩溶裂隙和隐蔽导水通道,实现含水层岩溶裂隙和导水通道的高质量精准注浆。     

平禹六矿水文地质特征及充水因素分析

通过对井田边界条件、主要含水层的富水特征、断层的水文地质特征以及地下水的补给、径流及排泄条件的分析研究,认为二1煤层顶板的直接充水水源为顶板砂岩裂隙水,底板的直接充水水源为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙水,底板的间接充水水源为石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云质灰岩岩溶裂隙水;矿井充水通道为顶板砂岩、底板灰岩的裂隙和断层带。采用大井法对二1煤层-400m水平的矿井涌水量进行了预算:正常涌水量为270m3/h,最大涌水量为540m3/h。认为计算的涌水量是可靠的,可作为煤矿建井设计和水害防治的依据。     

地面顺层钻进在煤层底板高压岩溶水害区域超前治理中的应用

朱庄煤矿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,自6煤开采以来多次发生底板灰岩突水事故,最大涌水量1 400 m3/h,严重威胁矿井的安全生产。Ⅲ631工作面回采过程中发生多次灰岩涌水,针对Ⅲ631工作面水文地质条件及底板水害特征,通过引入石油领域地面水平井钻探工艺,采用地面顺层水平井和侧钻分支水平井钻探手段对涌水段及未采段进行精确有效探查,再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改造,完成了工作面涌水快速封堵及区域超前治理。     

平煤集团二矿矿井充水规律分析

水害是制约矿井安全生产的主要灾害之一.对平煤二矿灰岩含水层赋存特征、岩溶裂隙发育程度、富水性及其规律、地下水补给与径流条件及导水通道等因素进行了分析研究,其分析结果为有针对性进行矿井水害防治与安全生产提供了依据和理论支持.     

极复杂水文地质条件下矿井堵源截流技术应用研究

平禹一矿水文地质类型为极复杂型,历史上多次发生灰岩承压水突水淹井和淹采区事故,矿井主采二₁煤层、二₃煤层,当前矿井总涌水量为2 000 m³/h。中央泵房排水能力3 300 m³/h,五采区中央泵房排水能力3 200 m³/h,中央泵房及五采区中央泵房均采用独立系统,井下水可分别直排地面。平禹一矿岩溶水补给量较大,疏水降压存在着排水量大、降压目标难以实现的困难,经研究论证,通过采取地面注浆和井下注浆的堵源截流技术,切断岩溶水进入矿井导水通道,可以完全或部分消除岩溶水对二₁煤层开采的威胁。经过Ⅰ期（2009—2010年）和Ⅱ期（2013—2014年）2次堵源截流工程施工,矿井涌水量显著减少,特别是Ⅱ期工程实施后,堵水效果明显。通过堵源截流技术在平禹一矿的应用,封堵了充水通道,减少了矿井排水量,降低了矿井生产成本,有效保护了地下水资源,同时保证了矿井带压开采的安全性,具有明显的经济和社会效益。     

青龙煤矿长兴灰岩岩溶突水事故分析研究

通过对青龙煤矿11609外工作面突水事故分析,得出突水充水水源为长兴灰岩岩溶(溶洞)水,充水通道为"三带"导水裂隙,并为下一步长兴灰岩岩溶(溶洞)水的水害防治进行研究,为贵州同类矿井减少岩溶(溶洞)水害事故具有借鉴意义。     

许疃煤矿主要水害水源类型与防治对策

许疃煤矿是受水害严重威胁的矿井,自2001年以来,共发生突水事故4次,最大突水量194 m3/h。为了保证矿井的安全生产,必须加强矿井防治水工作。对许疃煤矿主要水害水源类型新生界四含水、第三系"红层"含水层、老空水、灰岩水的富水特点及补给关系进行了系统分析,在此基础上,对老空区突水、断层突水、陷落柱突水等的防治对策进行了探讨。     

黄河北煤田定向钻孔注浆效果的全周期评价方法

含水层注浆是治理煤矿底板水害的主要方法之一。为研究定向钻分支孔注浆的实际效果，以山东省邱集煤矿现场注浆作为工程背景，基于源头保障、过程控制、科学分析的注浆效果评价原则，通过钻孔顺层率、注浆终压、浆液流量、透水率、注浆后岩层渗透系数和涌水量等参数从注浆前、注浆中和注浆后3个时期对注浆效果进行全周期综合评价。结果表明，注浆改造后灰岩的渗透系数0.000 613 m/d，具备了极微透水岩体的条件，预计煤层开采时底板正常涌水量27.37 m3/h，最大涌水量41.06 m3/h，定向钻孔注浆对岩溶裂隙和导水通道等进行了有效封堵，满足了工作面的回采要求，表明定向钻孔注浆的全周期评价方法是科学合理的。     

山东会宝岭铁矿矿井水害分析与防治措施

会宝岭铁矿矿床产于变质岩系岩层中呈陡倾斜层状分布,矿体的主要充水含水层为二青山组灰岩、石英砂岩岩溶裂隙水。矿体顶板围岩坚硬,岩体较完整,裂隙较发育,含水性差,通过抽水试验发现富水性弱,导水性较差。矿井正常涌水量为492.8 m~3/h,最大涌水量为630.8m~3/h,井下最大突水量为256.6 m~3/h,矿井水文地质条件类型为中等型。为有效解决矿井涌水问题,确保矿井安全生产,通过采取提升矿井排水能力、设置截洪槽排放分流水量、强排水并注浆、工作面预注浆和壁后注浆等多种措施进行水害治理,取得了较好效果。     

顶板岩溶裂隙补给矿井突水特征判别及开采预控对策

金鹅池煤矿在+200 m东轨道石门施工探水钻孔时发生突水,涌水量从最初的80 m3/h短时间内迅速增大至320 m3/h,持续3个多月涌水量达到200 m3/h以上。从水量、水质、顶板基岩导含水结构、补给来源及水力联系等方面,对顶板强岩溶裂隙突水特征进行分析、判别,并在物探及注浆堵水中得以验证。根据验证结论,对矿井水文地质特征作出进一步修正,为矿井开拓部署调整及开采预控提供科学依据。     

立体多水平分支定位孔快速封堵特大突水点技术

鹤壁某矿1309工作面发生突水事故,突水量1 700～1 950 m3/h,突水峰值为4 291 m3/h,导致淹井。针对突水点位置及突水通道不确定、突水量特大、水压高、地质构造极复杂(隐伏构造突水)等情况,采用垂向钻孔和立体多水平定向分支钻孔相结合的快速封堵突水点技术,以堵源为主,查堵结合,对突水点所在区域底板奥灰、L2灰岩含水层及F1061断层带主要导水通道进行立体化的注浆封堵与加固,形成帷幕切断深部突水通道,堵水效果显著,达到了快速注浆堵水排水复矿、减少矿井排水量的目的。     

浅析朝川矿防治水主要措施及方案

朝川矿区属基本封闭的水文地质单元,主采二1煤层的朝川矿一井为水文地质条件复杂矿井.因此矿井防治水的重点是对二1煤层底部石炭与寒武系岩溶裂隙强含水层的防治.主要防治措施为坚持泄水降压与注浆堵水相结合的方式.通过朝川一并长期疏放水,寒武系灰岩水水位标高已下降420 m左右,有效减少水害对矿井安全生产的影响.事实证明,疏堵结合、以疏为主的防治水措施对于封闭型的水文地质区域有良好的防治水害效果.     

新集二矿采空区注浆堵水实践

新集二矿111305工作面采空区因受推覆体寒武系灰岩水补给,涌水量稳定在110m3/h左右,加重了矿井排水负荷,增加了排水费用。为此,决定通过地面注浆方式对采空区出水点进行封堵。该工作面采空区位于花家湖下,在湖面搭设大平台,安装"A"型钻塔,采用主孔与定向分支孔相结合的方式,成功完成注浆封堵施工,采空区涌水量降至20m3/h,注浆效果良好,经济效益明显。     

恒源煤矿地面顺层钻探注浆实践

皖北煤电集团公司恒源煤矿开采淮北煤田二叠系山西组六煤层和下石盒子四煤层,是皖北煤电集团公司在淮北矿区的主力矿井之一。矿井水文地质条件复杂,存在富水性较强的煤系砂岩裂隙水出水、岩溶陷落柱导水、六煤层开采底板太原群灰岩水突水等充水因素,在矿井建设期间曾发生多次突水淹井事故,矿井受水害威胁严重。通过采用地面顺层注浆对其灰岩水害进行治理,成效显著。     

平禹一矿岩溶水害综合防治技术

平禹一矿水文地质条件极其复杂,煤矿开采受煤层底板灰岩强含水层岩溶承压水严重威胁。为解放受水害威胁的煤炭储量,在分析矿井水害成因的基础上,采用了井下物探与钻探相结合,浅部帷幕注浆截流、井田疏水降压和局部底板注浆加固相结合,堵水和排水相结合等措施,对灰岩水害进行了综合防治,取得显著效果,实现了矿井的安全高效生产。     

新元煤矿风井井筒动态注浆堵水技术

 新元煤矿风井施工至K3灰岩含水层下部砂质泥岩时,矿井涌水量突然增加到104m3/h,造成淹井94m,经分析突水是由工作面放炮产生的次生裂隙与k2灰岩含水裂隙导通,致使k2石灰岩含水层涌水直接补给工作面造成的,为确保井筒安全施工,通过比较,决定采用动态注浆技术,本文分析计算得出止浆垫的厚度、注浆孔数目及倾角,经实测注浆结束后工作面涌水量为2.2m3/h,达到预期扩散效果。     

邢东煤矿深部区域奥灰水害探查治理技术

为解决深部区域煤层开采的奥灰水害问题,以邢东煤矿-980 m水平内多个工作面底板探查治理工程为例,通过对矿井及工作面地质、水文地质条件进行分析,确定工作面回采期间的主要充水水源、充水通道及探查治理层位,结合钻探探查和注浆治理工程,通过工程效果检验,完成了研究区奥灰水害的有效防治。结果表明:研究区开采期间的主要充水威胁来源于煤层底板奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层水,主要充水通道为断层构造带。通过钻探工程探查,施工了1个地面主孔,40个地下近水平分支孔,根据伽马测井、水位观测和水温观测等钻探效果检验,确定本次探查到1个隐伏陷落柱(X8)、以及F_(23)等个别导水断层构造。经注浆工程治理,认为煤层底板奥灰岩溶裂隙发育程度不均一、注浆量与多指标相关性差,注浆条件较为复杂;经注浆终压、单位吸水率和现场实际揭露,注浆效果良好。通过本次奥灰水害探查治理工程,确保了矿井深部采区的安全生产。     

新集二矿111305采空区水的注浆封堵实践

新集二矿111305工作面为寒武系地层推覆体下开采工作面,工作面自2010年回采结束后其采空区水量受寒武系灰岩水（通过风巷4-3＃钻孔）补给,水量达到110 m3/h左右,大大增加了矿井涌水量并加重矿井排水负荷,增加了排水费用,因此,需要对111305采空区出水点进行注浆堵水,由于井下施工安全威胁较大,需在地面施工钻孔进行注浆堵水,但该工作面地面位置为花家湖水面,施工难度较高,为此,利用水上平台采用主孔与分支孔相结合的方法成功地对111305采空区出水点进行了注浆封堵,注浆结束后,井下111305采空区水量降至22 m3/h ,减小了矿井涌水量及排水费用,提高了矿井排水系统安全保障能力。     

大断裂构造井上下联合注浆加固技术

针对九里山马坊泉大断层上下盘岩层极为破碎、裂隙极为发育,二水平3条暗斜井在开拓中存在极大突水风险的现状,结合矿井实际情况,通过井下探测钻孔确定断层准确位置,并在此基础上,先在井下使用高水双液速凝堵水材料加固断层破碎带、切断断层导水通道、封堵突水点,然后在地面使用水泥黏土材料大范围注浆,截断冲积层含水层涌水通道及深部L2、O_2灰岩含水层向上的补给通道。结果表明:巷道涌水量降低至0.7 m~3/min,有效的降低了巷道涌水量;含水层水压由2.8 MPa降至1.2 MPa以下,水位下降40 m左右。实现了九里山矿井巷工程穿过大断裂构造过程中"零突水、零淹面、零影响"的水害治理目标。     

青东矿充水因素分析及涌水量预计

为了更合理地开展矿井水害防治工作,分析了青东矿矿井充水因素,并采用水文地质比拟法预计矿井的涌水量。研究表明:充水水源主要有第四系松散层第四含水层和主采煤层顶底板砂岩裂隙含水层,太原组岩溶裂隙含水层是潜在突水水源;充水通道主要有采动垮落带、导水断层及构造裂隙;矿井正常涌水量为410 m3/h,最大涌水量为590 m3/h。研究结论可作为矿井疏排水设计的依据。