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。     

黄陇煤田厚层砂岩水害精准注浆防治水技术研究

近年来,随着我国西部侏罗纪煤炭资源的大规模开发利用,煤层顶板水害影响与威胁日益显现。为阻截煤层上覆含水层中水下泄,以实现井下目标区域内堵水、减水,提出了一种秉持“保水采煤”理念,以精细探查为基础,以精准注浆为主要工程手段的厚层砂岩水害顶板防治水技术方法,并在黄陇煤田高家堡煤矿进行了应用。首先,优选出了自然伽马曲线(GR)为能够区分研究区砂、泥岩的敏感曲线,利用波形指示反演精细解释了煤层上覆岩层的岩性展布形态。在岩性解释的基础上结合抽水试验结果,分析了研究区上覆地层不同含水层的响应特征,综合岩性、泥质含量(VSH)、自然电位(SP)以及孔隙度(POR)刻画了煤层上覆地层的富水性分布特征,解释成果表明对煤层开采隐患最大的为洛河组中段(K1lm)上层,该区域岩层主要为中粗粒砂岩,为中等-强富水含水层。然后,利用多属性融合技术对煤层上覆岩层中原生裂隙进行了精细刻画,在纵向上的展布规律具有断续分布特点,且发育具有分段性特征,相对集中分布在洛河组中下段,在平面上,裂隙主要发育方向为NW-NWW,以井27-2为界限,上部裂隙较发育。最后,综合考虑煤层上覆岩层岩性、富水性和原生裂隙分布特征以及导水裂隙...     

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。     

长距离定向钻进精准探测断层技术研究

针对物探方法探测断层的精度低,常规地面、井下钻孔探测无效进尺多、轨迹不可控等探测断层的诸多不足,提出采用定向长钻孔探测的方法,对侧钻开分支技术、轨迹控制技术、三点一线识别法识别标志层的顶底板及断层位置进行了研究。对崖坪煤矿22110工作面北侧F_(d13)断层进行探测应用,探明了F_(d13)断层为走向N89°E,倾角61°,落差为12 m,不导水,经巷探验证本次探测断层位置与实际揭露位置仅相差0.8 m,达到了超前精确探测断层目的,为工作面安全高效生产提供了可靠的地质依据。     

砂岩水封堵技术在黄河北煤田的研究和应用

济阳矿井位于黄河北岸,矿井主要水害威胁来自煤层顶底板砂岩裂隙承压水,影响了正常工作,增加了矿井的排水费用,而且成为制约生产和安全的重要因素。技术人员通过大量的资料分析和现场探索,对影响工作面施工的地点总结出一套砂岩裂隙承压水封堵技术——"探、堵、注"三位一体综合防治水技术,该技术具有施工工期短、工程机动灵活、投入成本低见效快的三大优势,具备很好的经济效益和巨大的社会效益。     

定向钻进技术在矿山注浆中的应用

为减少深部注浆钻探工作量、缩短施工工期,将定向钻进技术引进到矿山注浆领域。在原来主孔的基础上进行定向分支孔施工,分定向阶段、造斜阶段、斜孔钻进、降斜阶段和直孔钻进5个阶段完成,最终进入设计靶域,完成注浆施工;定向分支孔减少了上部非注浆段大部分辅助钻探工作量,并达到了设计靶域,保证了注浆效果。采用定向钻进技术大大减少了矿山投资,加快了矿山建设,为矿山早日投产提供了有力的保障。     

四川叙永河坝煤田单点照相定向钻进技术

四川叙永河坝煤田勘探中,多数钻孔岩层倾角在75°以上,部分钻孔岩层倾角甚至达到89°,给勘探工作带来了极大的困难.针对这一情况,采用全套单点照相定向钻进专用设备,通过认真设计,精心施工,所有试验钻孔在仪器的监控下顺利进入煤层,取得了预期的效果.结合ZK69-22孔的施工,阐述了煤田勘探在急倾斜岩层中遇到的困难和解决措施,介绍了单点照相定向钻进技术在煤田勘探中的成功应用.     

地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术研究

根据赵固一矿地质和水文地质条件,分析了巷道掘进和采煤过程中二1煤层底板L8灰岩突水危险,提出采用超前注浆解决煤层底板突水。根据以往施工经验总结了常用的井下煤层底板超前注浆防治水技术,结合目前新技术的发展,研究了地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术,并对两种注浆防治水技术进行了对比分析,阐述了其各自优缺点及适用条件。结果表明,地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术适用于煤层底板防治水,并已经取得了很好的效果。     

大跨度定向钻进技术在注浆工程中的应用

兖州矿业（集团）公司地质工程公司针对鲍店煤矿主、副井井筒井壁破坏影响正常生产和安全的问题，运用定向造斜技术，成功地钻出了大跨度S形注浆钻孔，不仅满足了地面注浆的需要，同时也为生产矿井的井壁破坏治理探索出了一条新的途径。     

煤矿底板强含水层定向钻进注浆治理技术

为了保证韩城矿区桑树坪煤矿11号煤层3109工作面的安全开采,采用定向钻进注浆技术对3109工作面底板奥陶系上部含水层进行了探查、治理,查明并改造了3109工作面底板奥陶系上部含水层的透水性。通过压水试验,测得3109工作面底板奥陶系灰岩含水层上部裂隙不发育,透水性差。通过钻孔注浆,进一步降低了3109工作面底板奥陶系灰岩含水层的透水性。注浆工程结束后,3109工作面实现了安全开采,证明了定向钻进注浆技术在研究区底板奥陶系灰岩水害防治中的有效性。     

黄河北煤田顶底板双灰岩水害分析及防治技术

为了研究黄河北煤田下组煤开采所受水害问题并制定防治方法,通过分析区内主要水害类型及其对矿井安全生产的影响,得出11煤开采主要受直接顶部四五灰涌水及底板徐灰突水威胁,同时两含水层均与奥灰存在密切水力联系;基于黄河北煤田11煤特殊水文地质条件,提出"顶板灰岩帷幕截流,底板灰岩区域治理"方法治理顶底板双灰岩水害,并应用于区内典型矿井,同时探讨了水害治理效果。结果表明底板徐灰治理效果较好,顶部四五灰帷幕需全部搭接才能检验截流效果。     

煤层底板超前注浆加固定向钻孔钻进技术

为提高煤矿井下煤层底板钻孔注浆加固效果,提出了采用井下随钻测量定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔的工艺方法,对套管钻进、回转造斜钻进、定向造斜钻进及透孔钻进工艺技术及配套钻具进行了系统研究,设计了钻进工艺流程。赵固一矿现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板的超前治理,且单孔注浆量大幅提高,底板加固效果显著。     

定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用

井下定向钻进技术具有有效距离长、钻进效率高、可多分支探测、精度高等特点,较常规回转钻进工艺具有明显优势,因此,井下定向钻进技术已被广泛应用于煤矿地质防治水工作中。神东煤炭集团于2010年开始引进千米定向钻机,先后在大柳塔、补连塔、哈拉沟、石圪台、保德、柳塔等矿井组织实施了采空区水、松散层水探放、冲刷带探测、采空区边界探查、井下物探异常区验证等井下定向钻进工程,效果良好,丰富和完善了矿井地质构造探查、水害隐患治理手段,及时对矿井地质及水文地质情况进行了有效探查。     

定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用

在开采煤炭资源时,水害等地下水的干扰,严重影响采煤作业的安全性及效率,甚至有引发安全事故的可能性。运用定向钻进技术,用多分支开孔的方式,控制好探查的精度和轨迹,防止煤矿开采受到水害的影响。针对定向钻进技术在实际应用中存在的问题,探索有效的煤矿地质防治水应用策略,期望能推动我国煤矿行业的技术革新,提升整体监督、管理、生产水平。     

精准定向钻进技术在煤矿水害治理应用

为了解决煤矿水害隐患探查及治理难题,解决常规钻孔施工距离短、难以钻入探测层位等问题,基于煤矿井下螺杆马达结合随钻测量系统定向钻进技术,介绍了一套煤矿水害探查治理精准定向钻孔施工技术,通过优化钻孔设计和轨迹精确控制技术,施工轨迹精确可控长距离定向探放水孔。结果表明:对于存在突水危险的工作面,通过精准对穿钻孔代替专用排水巷道掘进,可节省大量成本,提高效率;对于富水层探测,可有效钻进至设计层位,解决煤矿水害探查难题,为煤矿安全生产提供技术保障。     

山东黄河北煤田地表沉陷规律研究

为研究山东黄河北煤田开采地表沉陷规律,在黄河北煤田的邱集煤矿的西一采区建立了地表沉陷观测站,并按有关规程要求进行了观测,结合其他矿区的地表沉陷规律,利用回归分析法对所取得的观测数据进行研究,分析出山东黄河北煤田的开采沉陷特征,黄河北煤田的地表沉陷符合概率积分法,获得其参数分别为下沉系数0.86,主要影响角正切1.55,影响传播角89,°拐点移动距0得出了其下沉系数大、主要影响角正切偏小的特厚松散层的地表沉陷特点。     

钻孔定向钻进技术研究

对煤层瓦斯进行抽采时,为使钻孔钻进能按照预先设定的路线前进,对钻孔设计原则、设计参数及设计方法进行了分析,设计参数包括钻孔倾角、孔深、钻孔方位角、垂深及水平位移等。介绍了井下钻孔控制轨迹控制方法,为能使钻孔钻进的方向朝着预定方向进行提供了理论依据。     

综合注浆与定向钻进技术应用于铁矿立井堵水

马城铁矿1号主井基岩段高角度富水构造裂隙含水层,采用综合注浆与定向钻进技术进行地面预注浆堵水,取得了圆满成功,为铁矿床水患治理提供了经验。该井筒净直径6.5m,掘进直径7.5m,井深796.5m,采用冻、注、掘三同时施工方案,直孔+S孔注浆,直孔注浆段深度为355~500m,S孔注浆段深度为500~964m。实际施工情况表明,S形定向钻孔技术应用于立井地面预注浆堵水工程,可以实现冻、注、掘三同时施工,缩短建井工期,获得较好的经济和社会效益。     

煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备

将定向钻进与底板注浆加固技术结合,利用定向钻孔实现煤层底板超前注浆加固是现有底板水害防治方法的重要创新。系统研究了定向钻孔超前注浆加固原理、钻进装备、钻孔设计方法和钻进成孔工艺,形成了一套煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备。通过在赵固一矿11151工作面现场试验表明,研究的钻进技术和装备稳定可靠,工艺先进,底板注浆加固效果良好,丰富和完善了煤矿底板水害防治手段,实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,对煤矿安全高效开采意义重大。