张集煤矿A组煤层底板灰岩水害探查与治理研究

以淮南矿区张集煤矿西三1煤上采区1613A工作面A组煤层底板灰岩水害防治为研究对象,具体阐述了灰岩水害探查、治理及安全评价等一套完整的水害治理技术体系.经防治水工程治理后的综合分析,验证了钻孔出水量和水压值较小,水温未见异常,说明工作面底板下的导水裂隙及面内探明的垂向导水构造被有效封堵.依据工作面相关钻孔资料及理论公式,计算得出工作面底板太灰水和奥灰水的突水系数分别为0.0743 MPa和0.0166 MPa,均小于安全临界值,故底板灰岩水不会对工作面回采造成安全威胁.该水害防治技术经实际工程验证后,为受深部灰岩含水层威胁的其他生产矿井提供了宝贵的经验和方法.     

Ⅱ613工作面底板水文地质探查及水害防治

Ⅱ613超宽综采工作面地质构造复杂,回采过程中受到底板灰岩水突水的严重威胁。通过物探及钻探查清了Ⅱ613工作面底板水文地质情况,并对煤层底板进行注浆加固,封堵改造了L1、L2灰岩含水层,结合疏水降压和含水层水位实时监测,取得了良好的水害防治效果,为受底板水害威胁的二水平各工作面的安全回采探索出了一个有效的防治水方法。     

陈四楼煤矿底板注浆改造钻孔偏斜及防治技术研究

为了提高矿井水害防治技术，在总结陈四楼煤矿多年底板注浆技术的基础上，通过对地面勘探钻孔、井下底板注浆改造钻孔进行偏斜规律统计分析，结果表明，注浆孔垂向倾角和终孔点垂深误差最大，注浆孔揭露灰岩层位多数延伸至L₆～L₇灰岩含水层，“过度”注浆影响了降底整体注浆效果，增加了水害治理成本。为了有效控制陈四楼煤矿底板注浆恶化形势，提出了L₁₁～L₁₀灰岩含水层底板为“主要改造层”的层位控制及控制底板注浆孔孔斜的措施，为矿井下一步水害防治技术提供了依据，指导矿井安全生产。     

陈四楼煤矿高承压水复杂工作面水害治理技术

陈四楼煤矿工作面受太原组岩溶裂隙承压水影响,在构造发育、承压水水压高的区域,易发生突水事故。为了确保工作面安全回采,开采出受水害严重威胁的煤炭资源,开发了一套完整的高承压水复杂工作面水害治理技术。通过对钻孔出水量、出水次数、注浆量、不同序次钻孔出水情况、灰岩出水量及注浆量分层进行研究,分析工作面的底板各层灰岩含水层富水特征,对工作面底板注浆改造水害治理工程设计、施工、评价具有重要意义。实践表明,水害治理工程效果良好,确保了工作面的安全回采。     

大埋深孤岛工作面过断层带回采技术研究

车集煤矿2608工作面回采期间机尾相继揭露DF₀₅₅（78°∠60°H=5 m）、F₂₆₀₈-7（76°∠65°H=3.5 m）、F₂₆₀₈-6（78°∠50°H=1 m）、F₂₆₀₈-5（81°∠40°H=0.5 m）断层,受断层带影响工作面12°仰采推进,煤层呈阶梯状错断、顶板节理发育,且回风巷36U弧形棚支护段钢棚变形严重、巷道大采高段超前支护困难,严重制约工作面安全生产。结合矿井实际生产情况,研究制定了工作面回采层位调整、巷道替棚、挑顶、绞顶施工方案及过断层带支护保障技术体系,确定工作面在DF₀₅₅断层上盘断层面以下5架范围内提前挑顶、起溜,限定起溜幅度100～150 mm/0.6 m,挑顶段增幅1架/1.8 m,回风巷替棚、挑顶施工14 m、绞顶施工32 m。结果表明:工作面机尾过断层带期间回采层位与回风巷层位基本一致,工作面防片帮、防掉顶措施科学有效,回风巷超前及端头支护衔接有序,安全出口畅通,实现了复杂地质条件下工作面安全高效开采。     

恒源煤矿开采6煤防底板突水治理技术

恒源煤矿6煤层属含水层上带压开采,6煤底板承受的灰岩水压均已超出了隔水层的阻水能力,采前必须将底板部分灰岩含水层,注浆加固成稳定的隔水层,才能避免灰岩水突水事故的发生。由于褶皱构造中关键含水层的层位控制不准,总有部分工作面在投入大量水害探防工程的情况下,出现大量涌水并造成水害事故,为彻底消除复杂构造中底板加固工作面的突水威胁,恒源矿通过"钻孔精确定向、精准判层、终孔层位和孔斜偏差控制"等一系列技术的创新应用,实现了复杂地质构造中强突水危险性工作面的安全高效回采,为同类矿井相似工作面的水患防治,探索出了一套全新的水害防治技术方法。     

恒源煤电公司Ⅱ613工作面防治水技术研究与应用

Ⅱ613综采工作面地质构造复杂,回采过程中受到底板灰岩水突水的严重威胁,通过对煤层底板进行注浆加固,成功地封堵改造L1、L2灰含水层,结合疏水降压和含水层水位实时监测,取得了极佳的水害防治效果,为受底板水害严重威胁的二水平各工作面的安全回采,探索出一条全新的防治水技术方法,保证了工作面的高产、高效、安全回采。     

偃龙矿区奥陶系强岩溶含水层底板注浆改造技术

偃龙矿区地处豫西地区,矿井深部开采二1 煤层受奥陶系强含水层岩溶裂隙水威胁,奥灰水压不断增高,煤层底板构造发育、隔水层不稳定等突水因素影响了安全回采。通过水文地质资料分析与瞬变电磁技术进行底板富水性探测,建立了底板注浆改造深度精确计算模型,提出了偃龙矿区二1 煤层底板注浆改造水害防治技术,并进行了工业性试验。结果表明:12061 工作面底板分布有 3 种类型富水异常区,富水异常区域岩层节理、裂隙较为发育, 异常区覆盖工作面底板大部,工作面底板存在突水危险性;菱形钻孔布置有利于减小孔间距,最终确定底板注浆改造深度为 65 m、注浆压力为 9 MPa 与注浆扩散半径为 25 m,对太原组下段及奥陶系灰岩含水层注浆变含水层为相对隔水层,切断了底板奥陶系灰岩含水层与二1 煤层的水力联系;底板注浆封堵后,检验孔水量不大于 10 m³ / h,钻孔孔壁光滑,原 5 个富水异常区消失,注浆改造效果显著。     

煤矿底板水害综合治理

煤矿底板水害一直是制约矿井安全开采的重大问题,对永华二矿地质构造与水文地质特征进行分析研究,并对马家沟组石灰岩含水层与太原组灰岩含水层进行突水系数分析。分析结果表明,11021工作面附近区域太原组灰岩含水层存在水压高、突水系数超标的问题。针对受底板水害威胁的11021工作面,根据其地质构造与水文地质特征,对隔水层薄弱地段进行底板注浆加固,并利用探放水技术将探到的有水害威胁区域的水排出,做到防患于未然,达到治理水害的目的。     

水力压裂顶板控制技术在矿井水害防治中的应用

邢东矿煤层埋深大、承受奥灰水压大,开采深度超1 000 m后,先后发生过5次工作面底板出水事故,对工作面开采产生不同程度的影响,其中,2018年2228工作面突水量较大,峰值水量达2 649 m3/h,给矿井生产及接替带来较大影响。虽然2228工作面回采前进行了综合物、钻探探查工作,并利用先进的地面顺层分支孔技术对工作面底板奥灰含水层进行了探查治理,但回采过程中仍发生了奥灰突水,因此亟需开展超高承压水条件下矿井水害防治措施研究,确保工作面的安全开采。     

矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施

针对奥陶系灰岩含水层富水性强、水压大、水位高等问题,分析了矿井奥灰水带压开采及防治水技术以及井田水文地质条件,确定10、11、13号煤层矿井水文地质类型为中等。研究了奥灰含水层富水特征及煤层底板隔水性能,在正常块段工作面掘进过程中受到底板奥灰水的威胁小,是相对安全的;但在构造破坏地带,因断层、陷落柱等具有导水性,在承压区内有可能发生突水,并提出了导水构造、巷道掘进、工作面、底板注浆加固及改造等防水措施。研究为后续矿井安全开采提供了技术支持。     

基于定向钻孔的底板探放水技术及工程实践

为了解决张集煤矿"A组煤"开采中面临的底板灰岩含水层水害问题,引进目前国内领先的定向钻进技术应用于底板探放水钻孔并取得成功。在-600疏水巷施工定向钻孔工程治理1612A和1613A工作面底板灰岩水害,目前已在该2个工作面疏水巷水害治理工程中施工钻孔15个,总进尺达5480m,探明2个重要出水点,有效地解决了工作面底板灰岩水害探查问题,形成了张集煤矿基于定向钻孔的工作面底板灰岩探放水技术,可在相似矿井广泛地开展工程应用。     

突水系数法在华晟荣煤矿水上带压开采安全评价中的应用

根据华晟荣煤矿水文地质条件提取评价煤层底板突水危险性关键指标,在工程实践中分析煤层底板突水灾害发生的各方面因素,通过对井田钻探揭露奥灰岩的15个钻孔数据分析确定了隔水层厚度及底板承压水的水压值,分析了突水系数公式的演化,计算出突水系数,确定了华晟荣煤矿3#煤层带压开采分区均处在相对安全区。同时进一步预测了矿井涌水量,核验了矿井排水能力,为华晟荣煤矿3#煤层工作面回采时采用带压系数进行复核验证提供了数据基础,对制定完善带压开采技术措施具有重要的指导意义。     

煤层底板高承压奥陶系石灰岩水注浆防治

通过对底板高承压奥陶系石灰岩水的探测和计算,采用底板注浆的方法进行防治水设计,提高煤层底板隔水层强度,杜绝和减少工作面突水现象和突水量,保证了煤矿安全生产。     

煤层底板含水层富水性探测研究

利用矿井瞬变电磁法对某矿1106工作面底板的三灰、五灰含水层进行了探测研究,通过数据处理,形成了含水层二维电阻率剖面图和电阻率切片图。准确圈定出工作面含水层富水区的范围,并对富水性强弱进行了分区。实践表明:矿井瞬变电磁法是一种方便、快捷、高效的探测方法,可以准确地对含水层富水性作出定性评价,对煤矿水害的预防具有重要意义。     

山西煤矿区环境地质问题及治理对策探讨

针对目前我国煤炭开采对地质环境破坏的现状,分析和评述了发生在山西煤矿区的主要环境地质问题,指出了煤矿开采对地质环境破坏的主要表现形式为地表变形、水资源受损、水环境变异、生态环境衰退和地貌景观改变,并根据煤矿区地质环境破坏特征,提出了相应的恢复治理和防范措施。     

新集二矿1煤220106工作面底板灰岩地面超前区域探查治理及效果评价

淮南煤田是典型的华北型煤田,中煤新集能源股份有限公司新集二矿位于淮南煤田的南部,该矿区山西组1煤层处于“高水压薄阻水层”环境,开采过程遭受下伏高压灰岩岩溶承压水的威胁,加之本矿区独特的地理构造位置,形成了叠加大规模逆冲断层的多种垂向隐伏构造格局,因受煤系地层上覆巨厚推覆体片麻岩和寒武系高屏蔽及地表水体的影响,地面三维地震勘探效果不佳,难以查明1煤组至底板灰岩强含水层的垂向导(含)水通道,因此上述因素的叠加加剧了煤炭资源安全开采的水害威胁,提升了采煤事故发生概率。矿方结合采掘规划,严格按照相关要求,对受高压奥灰水威胁的1煤220106工作面开展了地面超前区域探查治理工程,以期采用多分支水平定向井工艺,在工作面内区域探查隐伏导水构造,并通过高压水泥注浆的方式进行封堵,达到工作面安全掘进与回采的目的。本文重点对新集二矿1煤220106工作面底板灰岩地面超前区域探查治理工程及其效果进行评价,可为该工作面的掘进与回采提供依据,为本区类似工程的开展提供参照。     

山东霄云煤矿陷落柱突水治理实践

突水是矿山的主要灾害之一,矿井突水一般来势凶猛,常会在短时间内淹没坑道,给矿山生产带来危害,造成人员伤亡。在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区,在构造破碎的地段,常易发生矿井突水。但只要查明水文地质条件,采取措施,矿井突水是可以预防和治理的。山东霄云煤矿1313工作面突水水量大,而工作面无钻孔,两顺槽掘进中发现的9条断层也不导水,判断不是钻孔、断层导水。突水事故发生后,通过水位、水温及水质化验分析,确定为奥灰水,导水通道为隐伏陷落柱。通过对突水点进行盖帽封堵、对突水通道进行注浆封堵,有效地封堵了过水通道,并满足了《煤矿防治水细则》的要求。     

多频并行电法在煤层顶板防治水中的应用

煤矿水害是矿井安全生产的重大灾害之一,顶板砂岩、灰岩、泥岩的电阻率差异明显,而富水性对砂岩、灰岩的电阻率影响较大,符合多频并行电法探测的地球物理依据,因此可以采用多频并行电法对工作面顶板富水情况进行探测。多频并行电法是以直流电法理论为基础,现场观测频率域电场信号,信噪比高,对工作面底板异常的平面分辨能力相对较好。通过对15309工作面顶板砂砾岩富水性探测及验证结果可知,多频并行电法是一种便捷有效的井下物探手段,能够为煤矿顶板防治水工作提供技术支撑,为煤矿安全开采提供地质保障,也可为其他煤矿类似水害探测及分析提供借鉴。     

“变堵为疏”防治水方案在赵家寨煤矿的应用

赵家寨煤矿水文地质条件复杂,矿井12201运输巷机头段突水后,采取帷幕注浆和截流堵源的防治水措施,治水期间区内L_1-4及O₂灰岩水位急剧下降,疏水降压效果显著,致使原有突水点水量较少,以12205工作面运输巷为最,减至无水。通过该工作面的安全回采,其研究成果和开采经验为其他类似工作面的采掘活动提供了重要依据,具有良好的实用和推广价值。