煤矿巷道掘进过导水断层水害综合防治技术研究

煤矿断层水害的发生往往会给矿井安全生产造成巨大的损失。针对马兰矿18507运输巷在掘进中受正断层的影响,可能发生掘进工作面底板突水事故,对断层突水危险性进行了预测;为保障巷道掘进安全和采掘效率,采用帷幕注浆方式对断层导水裂隙进行封堵并加固破碎煤岩体,确保了巷道掘进过断层的安全。实践效果良好,巷道掘进过导水断层期间未出现淋水、围岩变形大等问题,取得较好防治水效果,预防了掘进过断层期间底板突水威胁,保障矿井安全生产。

深部开采巷道掘进过导水断层围岩控制技术研究

12201运输巷沿着深部区域的12^(#)煤层底板掘进,巷道掘进区域存在有DF6-1、DF6-3导水裂隙,虽进行超前处理,但在扰动影响下巷道仍会出现淋水情况,加之围岩破碎、岩体为软岩,制约巷道掘进过断层围岩支护工作。结合现场条件,提出通过加固围岩、封堵导水裂隙方式提高围岩自身承载能力,降低淋水对破碎围岩影响,现场应用后,12201运输巷过断层期间,围岩未有淋水情况出现,同时巷道顶底板、两帮变形量均较小,实现了巷道导水断层围岩变形有效控制。

阶梯式导水断层带探查及水害防治技术

对于底板奥灰水带压开采矿井,在采掘过程中针对其隐伏导水构造的探查与治理是矿井防治水的重点。以黄玉川煤矿6上煤二水平辅运大巷掘进过DF6断层带水害探查与治理工程为例,采用钻探、化探、放水试验等方法,查明DF6断层带为多个断层组成的阶梯式断层带,断层带富水并受到底板奥灰水的补给;采用超前钻探结合帷幕注浆的方法,施工了15个注浆治理钻孔及3个检验孔,对6上煤二水平辅运大巷顺利掘进前方DF6断层带进行治理,治理效果良好,有效保障了6上煤二水平辅运大巷过断层带时的掘进安全。

大采深复杂水文地质条件下导水断层探查治理技术研究

邢东矿隶属冀中能源股份有限公司,矿井采深大于800 m,水文地质条件复杂,开采过程中主要受煤层下伏奥灰岩溶水威胁。因井田范围内存在数条大型导水断层,落差均在50m以上,为保障安全生产,按规定留设有防水煤柱。为延长矿井生产服务年限,最大限度回收资源,如何对导水断层进行探查治理,以解放防水煤柱逐渐成为研究重点。本文基于邢东矿近些年导水断层探查治理经验,论述了不同技术手段的特点和实施效果,为相似条件下导水断层探查治理提供经验借鉴。

底板隐伏导水断层安全性评价

构造地质断层存在着向工作面底板隐伏延伸的可能性,并成为沟通含水层的导水通道,对工作面的安全性造成影响。为了对底板隐伏导水断层的安全性进行评价,以鲁西南某矿三采区31336工作面为例,通过底板钻探,利用钻孔水压和水温异常定位了隐伏导水通道位置。运用递进导升突水的评价法,认为在回采过程中,隐伏导水断层不会和底板破坏区接通,不需要对导水通道治理也不会发生突水。工作面的安全回采证实了结论的正确性,研究成果对条件类似的工作面具有借鉴作用。

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用

为确保3502运输巷安全掘进过DF113断层,结合现场情况提出以深孔帷幕注浆为主、超前小导管为辅的防治水以及围岩加固技术方案,并通过锚网索梁联合支护体系降低巷道过断层期间围岩变形量。采用理论计算法确定帷幕注浆加固范围并给出帷幕注浆钻孔布置、注浆技术参数,帷幕注浆加固范围远超过巷道掘进扰动范围,可实现导水通道有效封堵;为新一步封堵围岩裂隙并提高围岩强度,在巷道断面布置超前小导管;采用锚网索梁联合支护体系,充分发挥高预紧力锚杆及锚索支护效果,降低变形量。现场应用后,3502运输巷过DF113断层期间围岩基本不出现淋水情况,同时巷道围岩变形量较小,确保了巷道安全掘进。

井下多分支钻孔治理导水断层技术研究与应用

针对唐家会矿井下存在的DF201导水断层影响61202工作面回风顺槽安全掘进的问题,为查明断层导水情况,消除突水威胁,合理布置该工作面,采用定向钻进技术对DF201断层进行探查治理,累计施工底板定向钻孔11个,总进尺2544 m,证实该断层导通底板奥灰水。通过钻孔注浆工艺封堵导水断层及裂隙,累计注入水泥431.85 t,断层附近的总出水量减小为约10 m^(3)/h,有效降低了断层突水风险,为巷道安全掘进提供了有利保障。

非导水断层的提前加固处理消除滞后出水威胁

由地质构造形成的导水通道一直是煤矿发生水害事故的诱因之一,其表现形式各不相同,在这之中由于受采动影响而使原有的非导水构造转变为导水构造形成的滞后出水因其具有一定的隐蔽性、突发性,对矿井生产危害尤为突出。为了保证煤矿安全生产,煤矿回采工作面附近存在较大落差断层,并使有效隔水层厚度降低时,应提前对该断层进行探查加固处理。本文以东庞矿2225回采工作面附近较大落差非导水断层的提前加固治理工程为例,提出对滞后出水的具体预防治理对策。

考虑导水裂隙带影响的导水断层防隔水煤柱优化计算

大部分煤层底板突水都与断层有关,留设断层防隔水煤(岩)柱是防止断层突水的重要措施。通过综合分析《煤矿防治水细则》有关防隔水煤(岩)柱计算原则,认为导水防隔水煤(岩)柱留设除考虑煤层底部隔水层能否承受下部含水层水(断层水)的压力和断层水在顺煤层方向上的压力外,还应当考虑顶板导水裂隙带到断层之间岩柱能否承受断层水的压力,同时考虑煤层产状及与断层面的空间关系,从而推导出了顶板导水裂隙影响的导水断层防隔水煤(岩)柱计算公式。通过实际计算对比发现,优化后公式计算结果准确,能够为矿井在断层附近安全开采提供更科学的依据。

导水断层对地温场影响的数值模拟研究

为了深入研究导水断层对地温场的影响及温度场和地下水流场的耦合机理,以淮北矿区徐广楼井田F38断层为研究对象,利用COMSOL Multiphysics软件模拟分析了其断层带附近地温异常的原因,清晰地反演了导水断层对地温场影响的整个过程。

多种方法对导水断层的探测和分析

对开滦唐山矿业公司岳胥扩大区三维地震确定的导水断层进行了探测,在探测中辅以电法、化探等多种水文地质探测手段,并剖析取得的资料。分析认为,三维地震确定的导水断层不存在。高分辨率三维地震勘探可以作为水文地质条件普查所用。在新开发区域,水文地质条件复杂且不明的情况,采用高分辨率三维地震勘探为先导,再辅以电法、化探等手段,才能真正查明矿井地质和水文地质条件。

聚氨酯治理导水断层及其诱发的冒顶空硐

矿井导水断层极易诱发冒顶事故 ,对矿工的人身安全造成了危害 ;而冒落空硐又为有害气体的积聚创造了条件。因此导水断层及其诱发的冒顶空硐是煤矿安全生产的一大隐患。介绍了钱家营矿业公司应用聚氨酯树脂治理导水断层及其诱发的高冒顶空硐的实用技术。

张集煤矿Fs866导水断层注浆治理及微震监测断层活化技术探讨

介绍淮南矿业集团张集煤矿Fs866导水断层的注浆治理、验证以及基于微震监测技术对断层活化情况的监测研究,同时介绍微震监测的原理、监测方法及分析方法。张集煤矿将微震监测技术应用于防治水领域,特别是用于监测断层活化。研究结果表明:微震监测技术用于监测断层活化,评价突水危险性是可行的。微震监测技术可实现突水监测的超前预警预报,是突水监测预警的重要的发展方向。

大采深矿井导水断层探测与治理技术研究

为了提高对落差较大的断层的导含水性的探测与治理,提出延长起探位置、布置双层套管等方法,对大采深高承压条件下断层位置、落差、导含水性进行了探查与治理,消除了水害隐患,确保了相邻工作面的安全回采,对于类似条件下断层的探查与治理提供可靠的技术参考。

朱集煤矿导水断层边界防水煤柱合理留设研究

朱集煤矿1111(1)工作面以F29断层为北边界,F29断层落差35 m,倾角70°,断层切割上下含水层,为较大导水正断层。在布置采煤工作面时,需留设断层边界防水煤柱。根据淮南矿区经验,留设防水煤柱一般取经验值80～100 m,故1111(1)工作面布置至F29断层前100 m。根据科学计算,得出准确防水煤柱宽度为60 m,这样既能提供矿井安全回采的科学依据,又能减少压煤量,提高回采量。并可为今后其他采煤工作面留设防水煤柱提供参考。

下伏煤层开采导水断层防水煤柱留设宽度研究

基于长春兴煤矿601工作面上覆采空区与导水断层的地质条件,利用经验公式和理论分析确定了导水裂隙带发育最大高度和保护煤柱宽度范围。采用CDEM模拟软件建立下伏采煤工作面与断层相耦合的数值模型,模拟不同宽度保护煤柱工况下煤层开采对断层和上覆采空区岩层裂隙发育的影响规律。模拟结果表明,40 m保护煤柱条件下,601工作面煤层开采会显著影响断层和上覆采空区的导水裂隙发育;50 m保护煤柱条件下,601工作面煤层开采对上覆采空区裂隙发育产生影响,对断层无影响;60 m保护煤柱条件下,601工作面煤层开采对上覆采空区和断层区域的导水裂隙带发育均无影响。

高阳铁矿导水断层预注浆设计数值模拟研究

高阳铁矿是典型的复杂富水矿山。以大型有限元分析软件ANSYS为研究工具,建立了7种注浆厚度模型,在地压和地应力不变的情况下将1、0.75、0.5和0.25MPa的水压分别施加到7个模型上,对比分析每种方案的计算结果,得到水压变化条件下模型的应力、位移分布特征以及注浆体塑性区和注浆厚度的变化规律,为高阳铁矿该类断层注浆堵水设计提供了定量依据。

浅谈导水断层工作面预注浆在龙泉煤矿北一回风大巷中的应用

太原煤气化龙泉煤矿北一回风大巷施工过程中揭露F8导水断层,据可靠资料F8导水断层错断4~9号煤层组并且断至奥灰,本着安全第一的施工原则,结合实际情况采用长短孔相结合的工作面注浆工艺封堵涌水,后经实际开挖掘进,涌水封堵效果较好,安全顺利通过此导水断层。

超前帷幕注浆技术在蔡园煤矿导水断层治理中的应用

蔡园煤矿中部发育一条走向近NW向的正断层,对开采12煤层有影响,在分析断层特征及水文地质条件基础上,采用超前帷幕注浆技术对断层破碎带进行了加固,并对影响断层富水性的灰岩含水层进行了预注浆封堵,实现了对断层破碎带加固、堵水的双重效果,达到了巷道围岩加固及含水层改造的双重目的,保证了巷道的安全通过。

巷道掘进过导水断层水害防治技术研究

断层是井下主要的导水地质构造,在巷道掘进遇断层时需要对断层赋存参数以及导水性等进行详细勘探,并根据勘探结果制定合理的巷道过断层防治水技术措施。山西某矿+50水平运输石门掘进时需要横穿DF1断层,断层落差大且具有导水性,在对断层参数进行详细勘探基础上,通过采用巷道掘进层位优化、超前注浆、疏水、递进掩护掘进、复合支护等综合方式,确保了巷道掘进过断层的安全,为后续矿井掘进过断层防治水工作开展积累了宝贵经验。