陈四楼煤矿煤层底板注浆分层扩散规律

陈四楼煤矿矿井南翼深部采区水文地质条件较复杂,背斜、向斜、断层等构造发育,主要充水水源为太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层,该含水层富水性强、水压高,且太原组上段L11、L10、L8灰岩层位联通性好,在构造发育区域导水性、富水性强,注浆钻孔注浆量大。以煤层底板注浆钻孔数据为基础,分析了工作面水文地质条件、构造与注浆量的关系,为煤层底板注浆孔改造设计和施工提供技术支持。     

王家岭煤矿2号煤层顶底板突水危险性分析

根据王家岭井田地质、水文地质条件,提出了井田内上马家沟组岩溶含水层应属富水性中等-强含水层。采用关键层理论及突水系数法,研究了王家岭煤矿开采2号煤层时的充水因素及顶底板突水危险性。通过对煤层顶板的基岩风化裂隙水及采空积水的分析,对2号煤层底板太原组和上马家沟组灰岩岩溶水突水系数进行了计算。结果表明：井田南部2号煤层,雨季时基岩风化裂隙水对煤层开采有较大影响;201、202、204、206采区南部为采空积水透水危险区;201、202采区为太灰突水危险区和奥灰突水相对危险区,其他采区为相对安全区或安全区。     

新集三矿1煤底板灰岩水放水试验研究

为了查明急倾斜煤层底板高压开采的水文地质条件,基于地下水井流理论,对新集三矿西四、西五采区内进行了放水试验,查明了1煤底板太灰、奥灰含水层的水文地质参数以及含水层之间的水力联系。得出：该区太灰含水层岩溶裂隙发育,富水性强：奥灰含水层岩溶裂隙发育不均,富水性中等～丰富。太灰、奥灰含水层之间水力联系密切,奥灰水是太灰含水层的直接补给水源,补给水量大的结论,直接威胁着1煤的开采。     

霍尔辛赫煤矿3~#煤底板水文地质特征及带压开采

随着霍尔辛赫煤矿采掘活动向深部延伸,煤层底板承受的含水层水压增大,威胁煤矿安全生产。通过地质钻探、岩芯精细描述、钻孔抽水试验、水化学分析及水文地球物理测井等工程技术手段,综合分析3~#煤层底板岩溶含水层水文地质特征,并对带压开采条件进行了分析与评价,利用突水系数法对带压区进行了底板突水危险性分区。结果表明:太原组含水层富水性弱,突水系数为0.035～0.043 MPa/m;奥陶系灰岩含水层富水性弱-中等,井田北部富水性强于南部,东部富水性强于西部,突水系数为0.019～0.039 MPa/m。     

煤层底板承压含水层上安全开采技术研究

基于我国华北煤电煤层底板太灰含水层富水性具有明显的差异性,在特定条件下可作为隔水层,为了准确确定底板隔水层厚度,预测底板突水危险性,结合新义煤矿首采区二1煤底板实际情况,运用物探、钻探等手段对其灰岩富水性进行探查分析。结果表明:该矿首采区底板灰岩可作为隔水层,从而将底板隔水层平均厚度增加至54 m左右,运用突水系数法评价得出首采区大部分区域的突水系数均小于正常块段临界突水系数0.1 MPa/m,在前期底板注浆加固基础上可以实现安全带压开采。     

桃园煤矿Ⅱ2采区井下放水试验探查分析

为查明桃园煤矿Ⅱ2采区太原组灰岩含水层的富水性条件及其与奥灰含水层之间的水力联系,在Ⅱ2采区太原组灰岩含水层物探及钻探探查结果的基础上,利用Ⅱ2采区井下太灰水群孔放水试验,通过对各水文观测孔的水位降深和水位恢复观测,对Ⅱ2采区太灰含水层富水性特征及其与奥灰间的水力联系进行了探查。结果表明:Ⅱ2采区内太灰富水性好,整体渗透性强,采区内部太灰与奥灰存在明显水力联系。     

瞬变电磁法在平禹一矿富水异常勘查中的应用研究

平禹一矿多次发生大型岩溶水突水事故,数次淹井或淹采区,煤层底板岩溶水突水已成为威胁矿井安全生产的重大隐患。为提高水文地质条件复杂老矿山的煤炭资源开采利用水平,采用瞬变电磁法,使用地面和井下勘探,查明井田深部煤层底板灰岩(重点是寒武系灰岩)岩溶发育状况和含水层的富水性,圈定富水区(带)。研究可为安全开采提供水文地质依据。     

综采工作面底板注浆加固改造技术研究

陈四楼煤矿2801工作面通过钻孔注浆封堵煤层底板导水裂隙,注浆充填底板太原组上段灰岩含水层,把含水层改造为隔水层或弱含水层,增加有效隔水层厚度,增强抗压强度,切断太原组中、上段灰岩含水层与煤层之间的水力联系,防止煤层底板突水,保证工作面安全回采。     

煤层底板薄层高压灰岩水害超前区域治理技术研究

针对煤层底板薄层高压灰岩水害问题,以桃园煤矿Ⅱ4采区10煤底板三灰含水层治理加固为例,通过施工地面定向钻孔组,进入未采区底板三灰后顺层钻进,揭露灰岩裂隙,并进行高压注浆治理,通过分段“探注结合”施工,有效封堵三灰溶隙、裂隙,最终将三灰含水层改造为隔水层,阻隔三灰及三灰下含水层水。结果表明,煤层底板薄层高压灰岩水害超前区域注浆封堵技术是安全和可行的,为其他矿区薄层灰岩水上带压开采提供了依据。     

基于GIS—ANP的北阳庄煤矿煤层底板含水层富水性评价

煤层底板含水层的富水性对底板突水起到了关键性的作用,只有当导水裂隙带与含水层强富水区域相连接,才会发生矿井突水灾害,因此对煤层底板含水层的富水能力进行研究,有助于预防矿井水害的发生。以北阳庄煤矿陶系灰岩含水层为研究对象,选择煤层底板含水层富水性评价的主要控制因素,同时结合非线性数学方法——网络层次分析法（ANP）,建立了富水性综合评价模型。在此基础上,利用地理信息技术（GIS）对各影响因素数据进行了处理,制作了各影响因素专题图并进行了复合叠加和评价分级,最终得出了北阳庄煤矿奥陶系灰岩含水层富水性综合评价分区图。基于GIS—ANP的含水层富水性多源信息综合评价方法,能够反映含水层富水性受多因素控制的特征和因素间的相互影响关系,是一种可行的矿井含水层富水性评价方法。     

地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术应用

为了进一步提高矿井岩溶水害治理技术的可靠性,降低工作面水害威胁,解决矿井面临的太原组上段灰岩岩溶裂隙发育、 水压高、 富水性强、 井下钻孔施工工程量大、 施工工期长等安全技术问题,陈四楼矿在南翼2506工作面(里段)实施了底板水害地面区域治理工程,选取L8灰岩含水层作为目标层位,施工1个主孔,13个分支孔,累计钻探进尺...     

中奥陶统顶部地层富水性规律研究

矿井11号煤层最低开采标高+230 m,井田中奥陶统灰岩含水层水位标高+360 m,煤层开采存在奥灰水带压开采问题,而11号煤层底板至中奥陶统顶面隔水层平均厚度20 m,因而中奥陶统顶部峰峰组一段和上马家沟组三段地层的富水性,以及是否可以作为相对隔层利用,对煤层承压开采至关重要。通过水文钻探、放水试验和压水试验,分析了中奥陶统顶部地层的岩性特征、富水性特征、渗透性特征。综合试验结果表明,中奥陶统顶部地层主要以泥质白云岩、泥质灰岩为主,顶部18 m地层隔水性能良好,揭露大部层段属弱富水性含水层,透水率小于10 Lu,属极微透水至弱透水,为煤层承水压开采奠定有利的地质条件。     

高承压水体上采煤危险性的多因素综合评价研究

基于高承压含水层上采煤产生的水文地质工程地质问题的复杂性,建立了高承压水体上采煤危险性多因素综合评价模型,通过分析永煤公司陈四楼煤矿水文地质、工程地质及开采技术条件可知,影响研究区高承压水体上采煤安全性的因素多且复杂,确定了煤层底板破坏深度、煤层底板抗压强度、煤层底板隔水层厚度、煤层底板水压、煤层底板标高和断层密度6个因素影响该研究区煤层高承压水体上开采的主控因素。以21111工作面高承压水体上采煤为例,应用高承压水体上采煤危险性多因素综合评价模型,获得工作面的开采危险性指数分区等级图,根据评价结果指导矿井的煤层底板注浆改造,通过煤层底板注浆改造,21111工作面回采时,整个工作面的涌水量约为5 m³/h,主要为顶板砂岩水,底板基本无水。     

顾北煤矿A组煤首采区灰岩水害探查治理技术探讨

通过对淮南矿区以往A组煤开采实际生产情况的分析,发现煤层底板灰岩水害是威胁矿井安全生产的主要因素之一。以顾北煤矿A组煤层开采为背景,对A组煤首采区的灰岩水可疏放性进行了分析研究发现,C₃ I组灰岩含水层为A组煤开采的直接充水水源,与下部灰岩含水层之间水力联系不密切,以静储量为主、补给差,具有可疏放性的特点。对所研究区域的灰岩水害治理效果进行了验证评价。     

浅议百良煤矿复杂地质条件下的充水因素

百良煤矿位于澄合矿区东部,主采5号煤层,位于奥灰水静水位以下,属承压开采区。奥灰岩溶水系统属隐伏型地下水系,属于煤炭开采过程中底板突水威胁的充水水源。第四系松散孔隙含水层、三叠统至下二叠统裂隙水含水层、上石炭统太原组及中下奥陶统峰峰组岩溶水为采掘活动中重要的顶板充水因素,加之地质构造较为复杂多变,水文地质条件复杂。随着采掘区域的扩大,原有的水文地质资料与实际有一定出入,已不能满足实际。本文结合实际生产过程中的水文地质条件变化规律和充水因素进行详细分析,并与原有的地质资料进行对比分析,提出了新观点和研究思路,对矿井今后的水害预测预报、水害防治工作具有重要的参考价值,促使矿井防治水工作更具有实效性。     

薄隔水层条件下深部山青煤开采双重水害防治研究

针对孙庄矿薄隔水层条件下开采深部山青煤的情况,进行地面区域治理项目的研究和方案设计。在地面采用定向水平钻进技术进入煤层底板大青灰岩含水层中钻进,查找岩溶裂隙、隐伏导(含)水构造并进行封堵,实现了封堵导水通道、增加隔水层厚度、增强煤层底板隔水岩层的完整性及阻隔水性能的目的,将大青灰岩含水层改造成弱含水层或相对隔水层,防治水对象由双重水害变为以奥灰水为主要防治对象的单一水害,为深部山青煤带压安全开采奠定基础。     

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。     

北洺河铁矿深部开采放水试验及数值模拟分析

为了进一步研究北洺河铁矿2#线以东水文地质条件,为深部矿体开采提供科学合理的依据。本次研究利用井下及地表现有的水文地质观测孔,对矿区奥陶系灰岩含水层进行了大型群孔干扰非稳定流放水试验,并利用FEFLOW软件进行数值模拟分析,计算水文地质参数,预测了深部开采矿坑涌水量。结果表明:矿区2#线以东深部灰岩含水层透水性较弱,2#线两侧灰岩含水层存在一定的水力联系,整个北洺河矿区灰岩含水层为一个统一的含水体。     

基于大型放水试验的矿区流场演化规律模拟研究

 基于地下水井流理论,通过大型干扰井群放水试验,查明了矿区深部煤层底板太灰含水层的富水性、补径排条件及其和下伏奥灰含水层的水力联系,在此基础上运用FEFLOW软件对本次大型干扰放水试验进行了数值模拟计算,与解析解互相对比、验证,克服了构造复杂矿区解析法适用的局限性。综合结果表明太灰含水层径流条件较好,岩溶相对发育,且富水性不均一,与下伏奥灰水水力联系极其微弱,区内孟口断层阻水有差异性,自北向南部隔水性变差。研究结果可对矿区防治水规划、设计及配套工程提供依据。     

Relevance Between Hydrochemical and Hydrodynamic Data in a Deep Karstified Limestone Aquifer: a Mining Area Case Study

Safe coal mining in a karst region requires that mining operations assess any disturbances in the hydrogeological functioning of local aquifers and flow systems, and determine if disruptions are likely in the mine. We studied the geologic, hydraulic, and geochemical characteristics of the deep Ordovician karstified aquifer in the Xinglongzhuang and Dongtan mines of the Yanzhou coal mining district (China). The presence of a 100 m deep research borehole in the Ordovician limestone aquifer nearby facilitated hydrochemical and hydrodynamic data collection. The buried depth affected karst rock porosity, and the reduced porosity increased karst development. This, in turn, affected the abundance of water in the karst fissure. In addition to calcite and dolomite, the Ordovician limestone contains gypsum, which dissolves to form sulfate ions. Hydraulic data revealed that the water abundance in the research area is comparatively low, except for the C8 syncline zone. The Ordovician strata in this area is located in the deep, slow-flow zone of a vertical karst aquifer system, and the drilling unit water inflow is very low, which could represent the water abundance of the aquifer. Understanding this complex flow system is critical to appropriately assess the area’s deep groundwater resources and guide decision making regarding coal extraction.