辛置煤矿2-216工作面底板局部注浆改造技术应用研究

山西焦煤集团公司辛置煤矿2-216工作面为带压开采工作面,为确保工作面的安全正常回采,通过现场勘测调研、理论分析等方法,采用瞬变电磁法对底板异常富水区进行圈定,据此设计采用底板钻孔局部注浆技术对底板进行改造,注浆工程施工完成后瞬变电磁复探结果及后期2-216工作面的生产状况表明,原有的大面积富水异常已经消失或者减小,工作面正常涌水量为35m3/h,最大涌水量为120m3/h,最终有效杜绝了底板承压水的威胁。     

辛置煤矿10-425工作面断层破碎带综合防水技术实践

为有效防止10-425工作面回采期间断层破碎带区域出现突水事故,通过对工作面断层破碎带区域地质情况的具体分析,确定采用"迎水墙+注浆隔水体+背水墙"的综合防水方案,并对方案进行具体设计。结果表明:该方案实施后断层区域最大涌水量仅为18m~3/h,工作面在回采过程中未出现突水、下沉及异常涌水现象,实现了10-425工作面安全顺利回采。     

底板注浆效果及突水危险性评价法在赵固二矿的应用

针对赵固二矿14030工作面底板突水危险性及注浆加固效果评价问题,采用"27381注浆改造评价体系"进行了评价。结果表明:工作面注浆前底板L2含水层及其导升带含水性中等,距离工作面底板较远,突水危险性较低,L8含水层含水性强,距离工作面底板近,突水危险性中等,二者之间无密切的水力联系;严重危险区多受到断层影响,Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ严重危险区含水类型为J型,突水危险性低;Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ严重危险区含水性为U型,突水危险性中等。工作面注浆后,严重危险区"三参量"评价结果为均为"好";工作面注浆过程经历了初始升高-注浆平稳-相互影响-终压稳固四个阶段,正常带单位面积注浆量为0.012t/m^3,断层带为0.220t/m^3,注浆系数为18.3,工作面注浆效果综合评价为"好",突水危险性评价为"较低"。     

注浆改造技术在底板灰岩含水层治理中的应用

根据矿区的水文地质条件和工作面的瞬变电磁勘探结果,通过研究注浆改造技术,选择合理的注浆参数,成功地对朝川矿三井已16-17-21020工作面10～78 m、97～170 m和212～261 m段底板含水层进行了注浆改造.注浆后工作面没有出现底板裂缝及新的涌水点,原涌水点水量明显减少,且比较稳定,整个工作面涌水量小于10 m3/h,为矿井开采防治水害提供了决策依据.     

10-201工作面充水因素分析与防治水措施

木瓜煤矿10-201工作面充水水源主要为顶板灰岩裂隙水,工作面初采初放期间预计最大涌水量50 mVh,回采期间正常涌水量为20～30 m3/h.综合采用瞬变电磁探测、无线电波坑道透视、探测钻孔进行了工作面水文地质探测与验证.探测结果显示,10-201工作面回采区域内无其它不良水体及地质异常体,为工作面安全开采提供了依据.     

寺河煤矿5310工作面断层对底板突水的影响及防治

寺河煤矿5310工作面内揭露一断层,而且为带压开采,为了确保回采面不受底板奥灰水的影响,并确保工作面的安全生产,应用FLAD3D软件对工作面进行模拟分析,得出随着工作面的回采,回采面距离断层越近,工作面及断层四周应力集中化程度越高,应力的高度集中导致了底板裂隙带的产生;计算得出3~#煤层突水系数为0.073 MPa/m,表明工作面底板存在突水的危险;应用注浆技术对底板进行注浆改造,注浆完成2个月内底板涌水量均在正常范围内,回采过程中未发现异常突水情况。     

碾沟煤业5105工作面承压开采底板注浆加固技术

碾沟煤业5105工作面为承压开采工作面,为准确了解其底板承压水的分布情况,采用音频电透视对底板异常区进行圈定,并通过理论计算,确定5105工作面回采期间底板存在很大的突水危险性,据此设计采用水泥-黏土混合浆液对底板进行注浆改造,注浆后在现场施工检验孔表明,所有检验钻孔的出水量均小于8 m~3/h,后期工作面回采期间无异常涌水现象,有效杜绝了奥灰水的威胁。     

庞庞塔矿9-301工作面底板突水危险性分析及防治

庞庞塔矿9-301工作面存在断层且奥灰水压较大,为了确保工作面的安全回采对其进行突水危险性分析,计算得出突水系数为0.032 MPa/m,可知其为带压开采。模拟分析了工作面回采期间应力集中情况以及底板的破坏程度,模拟结果表明,随着工作面的持续回采,距离断层越近应力集中化程度越高,并在底板产生导水裂隙,最大深度为23.21 m,严重情况下可能会导致突水。因此,采用底板注浆方式进行防治水治理,底板注浆加固后,经钻探检验,发现各个检验钻孔涌水量均小于10 m~3/h,底板得到有效加固,保证了工作面的安全回采。     

深井高承压水工作面底板注浆效果及突水危险性分析

工作面底板注浆加固是防治突水事故的关键技术之一，目前注浆效果评价多采用钻探、物探等方法，往往缺少定量注浆效果评价指标及注浆后底板突水危险性分析。为此，以赵固二矿14030工作面为背景，分析工作面底板含（隔）水层特征展布规律，提出注浆效果评价指标及阈值；基于FLAC3D流固耦合理论分析注浆后采动底板突水危险性。结果表明：注浆后物探低阻异常区范围明显减小/消失，工作面整体注浆效果良好；工作面注浆后钻孔涌水量的评价指标阈值为9.8 m3/h，工作面正常带和断层带钻孔注浆量与注浆前钻孔涌水量之比的评价指标阈值分别为1.81和6.31。流固耦合数值模拟显示注浆后采动底板破坏深度19 m，断层带承压水导升高度7 m大于正常底板5 m；断层影响下底板突水往往通过断层进入底板破坏带所致。     

涌水综采工作面排水系统改造实践

赵固一矿12041工作面回采时受顶板裂隙水及底板L8灰岩水影响严重,最大涌水量达486 m3/h,为系统解决工作面排水系统设计不佳及涌水量大的问题,应用工作面、运输巷增设水泵及排水管路、轨道巷挖设水沟及水仓等排水综合措施,同时,优化了注浆加固工艺,保证了工作面安全正常回采。系统改造应用后,探索了一条解决涌水量大的工作面正常生产的途径,介绍了排水设备、沉淀池的布置方式及改造运输系统的措施,为后续安全生产打下了坚实基础。     

含水层下综放开采膏体充填技术与应用

针对含水层下厚煤层开采时易发生突水灾害的问题,以陕西某矿为工程背景,提出了1种综放开采过渡支架后方膏体充填技术,阐述了该技术的原理和工艺流程,利用数值模拟、现场观测的方法,分析了架后充填开采导水断裂带发育特征及工作面涌水量变化规律。数值模拟结果表明,采用架后充填技术后,工作面导水断裂带发育为矩形,最大发育高度为67.2 m。现场观测结果表明,采用架后充填技术后,架后充实率可达90%,工作面涌水量由220 m^3/h显著下降到90 m^3/h,工作面推进200 m后导水断裂带最大发育高度为76.8 m。研究结论表明,该技术有效地降低了覆岩导水断裂发育高度,可实现含水层下厚煤层安全开采。     

回风立井过强含水层预注浆关键技术研究

为确保裴沟煤矿樊寨井田43采区回风立井安全快速地穿过二叠系下石盒子组五煤底砂岩强含水层，针对砂岩强含水层的特点，合理选取工作面预注浆防治水技术方案，提出预注浆钻孔、检验钻孔布置原则和注浆合格评价标准等关键技术。通过方案的实施，立井井筒在穿过强含水层期间，实际揭露全工作面涌水量仅2 m³/h，防治水效果显著，达到了预期目的。     

基于采动过程的工作面底板涌水量计算

为获得与煤层工作面采动过程节点相关联的最大与正常涌水量实用计算方法,针对“集水廊道法”进行改进研究,理论分析了计算参数的取值方法,以开滦东欢坨矿北二采区煤12_-1首采工作面为例进行了应用与效果检验。结果表明,改进后“集水廊道法”公式中,最大水力梯度与煤层底板初始承压高度有关,稳定水力梯度取决于含水层渗透性,最大水力梯度与稳定水力梯度分别用来计算最大涌水量与正常涌水量;用于涌水量计算的含水层厚度受到工作面倾向斜长的显著影响;廊道计算长度取决于推采长度、工作面总长度与水位影响半径之间的关系。经2224工作面应用检验,实测涌水量介于预测最大涌水量与正常涌水量之间,其变化趋势与预测正常涌水量相似,预测效果良好。     

鄂尔多斯侏罗纪煤田巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术研究

文章以母杜柴登煤矿302盘区侏罗纪3-1煤层开采为背景,在充分分析矿井地质及水文地质条件的基础上,结合长距离定向钻孔技术在我国煤矿瓦斯治理、矿井水防治等方面的应用情况,提出了以工作面外巷钻孔导流、邻面钻孔截流、双侧采空区截流和长距离定向钻孔追踪探放水为核心的巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术。应用结果表明：该技术经济、可行,在工作面巷道掘进期间,对巷道掘进施工影响较小|可实现采煤工作面顶板水“分区防控、煤水分离、清浊分流、区域治理”|较好地解决了富水顶板砂岩含水层的水害隐患,在顶板放水孔单孔涌水量超过200m3/h、工作面涌水量超过600m3/h的条件下,实现了厚煤层一次采全高工作面的安全生产和平均超过12000t/d的回采效率。     

综采工作面瓦斯综合治理技术研究与应用

为保证王村煤业8105工作面安全回采,针对工作面概况和瓦斯赋存情况,提出了本煤层顺层钻孔预抽+高抽巷采空区抽采+顶板裂隙钻孔瓦斯抽采的综合治理方式。结果表明,煤的可解吸瓦斯含量实测最大值为3.2095m^3/t,小于回采要求的煤的可解吸瓦斯含量4.5m^3/t,8105工作面抽采达标,满足回采要求。     

云冈矿井下防治水技术的选择及效果

为了预防矿井开采中煤层受裂隙带含水层及老空水的影响而发生的突水事故,云冈矿根据51041工作面的水文地质概况,采用疏水降压的防治水方法,并对疏水降压进行可行性分析,给出具体的疏水降压方案;采用全域全量疏水降压方法,给出具体的排水管路线,并在矿井中进行实际应用。结果表明:通过疏水降压,疏放水量从1250 m^3/h、2150 m^3/h升高到3200 m^3/h,采区水位高度从+125 m降到-30 m,降压效果较好,基本实现工作面的不带压开采。     

工作面水害治理技术及效果考察

为确保8716工作面防治水安全,结合晋华宫煤矿8716工作面地质条件和涌水量,对工作面实施地面排水孔和工作面疏水孔进行排水。排出7号煤层采空区积水累计约505.04万m³后,经地面物探和钻探孔验证,发现8716工作面上覆7号煤层采空区内已无大范围的积水,可对工作面进行回采,但回采过程中应加强涌水量观测。     

低渗透煤层孔隙结构及瓦斯涌出规律分析

本文以王庄煤矿9105工作面为例,采用煤层取样和钻孔的方式对工作面煤层孔隙结构、煤层瓦斯含量及分布、瓦斯涌出量等进行分析,预测了9105工作面相对瓦斯涌出量为9.43m^3/t,绝对瓦斯涌出量为37.50m^3/min,对后续工作面设计及瓦斯防治提供了基础数据,为低渗透煤层开采的瓦斯防治工作提供了借鉴。     

低透气性煤层水力冲孔和抽采钻孔瓦斯治理模拟研究

为消除平煤十矿己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的突出危险,精细化模拟研究了水力冲孔结合抽采钻孔的瓦斯治理过程。分析了瓦斯解吸、渗流及煤岩变形的相互作用,构建了煤层瓦斯运移应力-渗流耦合数学方程,采用有限元软件对其求解,通过数值模拟己15-16-24100工作面顺层钻孔、底板巷穿层钻孔、水力冲孔掩护风巷、机巷和开切眼掘进及本煤层回采全过程,研究瓦斯抽采对降低工作面突出危险性的影响,并结合现场监测结果对抽采效果进行验证。研究结果表明:对己15-16煤层进行“穿层钻孔+顺层钻孔+穿层水力冲孔”综合抽采瓦斯可有效降低己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的突出危险。在该设计方案下,己15-16煤层中残存瓦斯压力值降为0.25~0.45 MPa,相应的煤层残存瓦斯含量降为2.8~4.5 m^3/t,均满足平煤十矿煤与瓦斯突出防治规定要求。     

深部首采工作面顶底板涌水量预计

在深部工作面受多种含水体影响的情况下,通过对工作面采矿地质条件深入研究,根据综放开采条件下覆岩破坏和底板下"三带"的经验公式,预计了开采对顶底板造成破坏的范围,对各含水层向工作面充水危险进行了分析。参考类似条件工作面出水的实例,最终预计工作面底板将出现小型涌水,工作面实际涌水量符合预计结果。