煤矿陷落柱探查治理技术应用分析

煤矿陷落柱问题一直是困扰煤矿工程领的域重要挑战,随着煤矿深部开采不断深化,传统支护方式在面对陷落柱问题时显得力不从心。为了保障矿井安全及提高生产效益,煤矿陷落柱探查与治理技术成为矿业研究焦点。基于此,本文对煤矿陷落柱探查与治理技术展开了深入研究,研究结果显示:钻孔测井技术、地震反射法、电阻率成像技术、探地雷达技术等成熟技术应用为准确判定陷落柱位置提供了可行性方案;在治理方面,地面控制法、高压注浆法、爆破压实法、综合治理法等多种方法展现了各自的优势;在实际探究中,主要注重综合探查先行,选择适宜治理技术,注重环境影响与安全,建立监测预警系统,长期观测机制,加强普及治理知识,以此来提高煤矿陷落柱探查治理水平。

梁北二井采区底板岩溶水地面区域探查治理

禹州煤田梁北二井属水文地质条件复杂矿井,11采区主要受底板太灰水和寒灰水的威胁,属于带压开采的矿井。针对这一情况,本文主要探查研究区域治理范围内影响首采面布置的地质构造,通过采用地面定向钻探探查技术,对区域治理范围内太原组下段灰岩含水层富水性、地质构造以及导含水性进行探查和注浆治理,通过注浆加固改造太原组下段灰岩含水层,使其成为相对隔水层,并阻断寒武系灰岩水的导升通道,从而保障探查治理区域的带压开采安全。

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。

定向分支钻孔在煤矿顶板水害探查治理工程中的应用

为了阻断上部含水层的水通过垂向导水通道涌入工作面,消除顶板水害对工作面回采的威胁,采用定向分支钻孔探查注浆治理垂向导水通道,加固顶板局部层位使其具有一定的强度及柔性,起到阻水作用,达到治理目的。从工程注浆治理、钻探施工质量控制、施工成果及治理效果评价方面开展分析研究,总结地面定向分支钻孔探查治理煤矿顶板水害的适宜性。通过项目实施,应用情况良好。

石炭二叠系井田立井奥灰水害探查治理技术

为了消除塔山煤矿四盘区副立井掘进过程中底板奥灰突水的潜在威胁,对副立井井底水窝奥灰水害进行探查、注浆改造和加固治理,在井筒周围共设计施工了17个钻孔,其中,16个钻孔终孔位置分别对称均匀布置在井筒外30 m范围和奥灰含水层下30 m。探查结果表明,井筒东南部奥灰含水层富水性大于井筒西北部,裂隙发育东南也较西北强。注浆结果表明,注浆后出水量、吸水率均远小于注浆前,且注浆后吸水率均小于标准值0.01 L/(min·m·m),表明煤层内裂隙已达到充填加固封堵的作用。

华昱公司矿井老空区探查治理与高效复采技术实践

华昱能源有限公司各矿为消除老空区(老巷)存在的积水、积气、大面积悬顶等安全隐患,针对老空区(老巷)具体情况和特点,经过多年探索、实践,总结出一套老空区(老巷)探查、治理方法,消除了存在的安全隐患,实现了老空区残留煤炭资源安全高效复采。

新集二矿1号煤层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号煤层处于"高水压薄阻水层"环境,开采过程中受下伏高压灰岩岩溶承压水的威胁,加之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号煤层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号煤层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号煤层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。

淮南煤田1煤开采底板灰岩水害地面超前区域探查治理方案研究

淮南煤田位于华北板块南缘,作为典型的华北型煤田,淮南矿区各矿深部1煤层属"高水压薄阻水层"的灰岩岩溶承压水上开采,遭受高压灰岩岩溶承压水威胁的同时,又因其特殊的地理构造位置,各种垂向隐伏构造加剧了这种威胁,造成事故的发生。根据《煤矿防治水细则》的相关要求,结合淮南煤田的地质、水文地质条件及其特殊性,本文通过工程实际,重点从设计、多分支水平井钻探施工、判层、探查、治理、验证、评价等工艺及关键工序环节进行分析研究,旨在制定研究区1煤开采底板灰岩水害地面超前区域探查治理方案,并提出合理的建议。

底板区域超前探查治理技术应用与设计研究

针对顾北煤矿1煤属"高水压薄阻水层"的灰岩岩溶承压水上开采,水文地质条件复杂,极易发生底板突水的情况,需要提前采取区域定向水平分支孔进行超前探查治理,避免受底板太原组灰岩水威胁及隐伏垂向通道导通奥陶系灰岩水的威胁,本文介绍了定向水平分支孔超前探查治理技术在顾北煤矿区域的应用、布孔及层位选择和改进措施,对煤矿底板探查治理技术及工程实践有很好的借鉴意义。

高水压薄阻水层采煤区底板区域超前探查治理工程设计及效果评价标准探析

顾北煤矿北一与中央1煤采区1煤属“高水压薄阻水层”的灰岩岩溶承压水上开采,不仅受底板太原组灰岩水威胁,也受隐伏垂向通道导通奥陶系灰岩水的严重制约。为消除来自煤层底板的突水威胁,探查、治理垂直方向的导水构造,开展区域超前水平孔探查、治理工程。从底板区域超前治理工程的目的层选择、布孔原则和钻探设计等方面进行了论述,对项目工程效果进行了分析,提出了底板区域超前探查治理工程效果影响的因素,初步制定了效果评价的指标标准,对于煤矿底板超前探查治理技术的改进及工程实践有很好的指导意义。

区域超前探查治理技术在邯邢矿区深部采煤底板水害防治中的应用

针对超前区域探查治理技术在探查治理设计、注浆改造工艺、治理效果评价方面存在的问题,通过分析邯邢矿区水文地质条件及邢东矿、辛安矿水害防治工程实例,对超前区域探查治理技术在深煤层底板高承压水害防治中的应用进行研究。研究得出:注浆治理目的层应综合分析研究区水文地质条件、突(涌)水方式,选择离煤层最近、厚度适中、可注性较好的含水层进行注浆改造;水平孔布设距离应考虑研究区水文地质类型、地质构造复杂程度及发育程度确定孔间距,并设计机动孔;水平孔布置方式应考虑工程目的;治理应按"探、注、验一体化"的思路,对钻进过程中遇到的地质现象实施注浆治理并检验;治理效果应利用突水系数、含水层涌水量、矿井涌水量、构造发现率、初始奥陶系岩溶水压等指标,通过迭代指数法组合量化后,重新评价。

区域超前探查治理技术在推覆体下深部采煤底板灰岩水害防治中的应用

新集二矿受巨厚推覆体影响,在地面三维地震无法有效查明煤层底板地层埋深和构造发育分布的情况下,充分分析矿区水文地质特征和突水主控因素,从创新防控理念出发,对传统的地面超前探查治理技术工艺进行集成创新,提出"选层-设计-施工-判断-治理-评价"一体化的综合工艺流程,在施工前、施工中、施工后3个方面有机的紧密结合,动态调整,以达到煤层底板防治水需求。结合工程实例应用,说明治理效果的有效性,在本区及国内其他类似条件地区具有良好的借鉴意义。

两淮煤田煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术

煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术是近几年刚刚兴起的一种灰岩水害防治新技术,具有探查治理时间超前、探查治理空间范围大、水害隐患整体消除效果好等特点。分析了两淮煤田煤层底板灰岩水害基本特征,研究了煤层底板不同类型灰岩水害区域超前探查治理的技术方法和工程工艺。提出针对淮北煤田煤层底板存在高压复合强富水薄层灰岩含水层水害威胁的矿井,应采用定向水平井钻探和"高密度低压充填+低密度高压劈裂式注浆"探查治理技术;针对淮南煤田煤层底板发育厚层非完整隔水层的矿井,应采用定向水平井钻探和低密度连续高压劈裂注浆探查治理技术,通过典型矿井的工程示范,取得了良好的水害治理效果。

区域超前探查治理技术在推覆体下煤层底板灰岩水害防治中的应用

区域超前探查治理技术是近几年推广的有效预防华北型煤田底板灰岩水通过垂向隐伏导水通道突水,防止淹井、淹面等水害事故的新兴技术。新集二矿受巨厚推覆体的影响,三维地震勘探及钻探无法查明地层展布、断层、陷落柱等垂向隐伏导水通道,对区域超前探查治理技术在钻探顺层跟进、隐伏构造探查设计、注浆改造工艺及治理效果评价等方面提出了新的挑战。通过工程实例对区域超前探查治理技术在推覆体下深煤层底板高承压水害防治中的应用进行研究,创新提出“施、判、探、注、评一体化”的工作思路和方法。实践表明,该方法可以有效应对巨厚推覆体影响下的煤层底板高承压奥灰含水对矿井安全开采的威胁,对类似矿区具有重要的借鉴意义。

巨厚推覆体下奥灰水害探查治理定向钻进技术

为有效治理新集二矿巨厚推覆体下底层煤开采面临的奥灰水害问题,依据在空间上以采区为单元的区域治理、在时间上超前治理和在注浆对象上由煤层底板CⅠ3和CⅡ3转变为C312灰岩的治理原则,采取地面定向钻进技术对2201和2301待采区施工2个主孔、26个分支孔,累计进尺为28562.42m,累计注入水泥量为6278.13t。研究结果表明:地面定向钻进探查注浆技术实施后,区内观测奥灰水位的水0101长观孔水位较注浆前上涨了68.37m,太原组灰岩含水层富水性明显减弱,井下探放水钻孔单孔涌水量均小于5m3/h,保障了2201和2301采区10个工作面能够安全回采,解放煤炭资源储量约952.5万t。

区域探查治理效果评价研究

区域探查治理效果评价研究是以淮南新集二矿为例,主要介绍了通过地面长距离多分支定向钻进技术对煤系地层基底隔水层超前探查垂向导(含)水构造,并利用渗透注浆对构造及通道加固封堵,进行区域治理,形成防隔水帷幕的施工技术方案及完成情况。在施工过程中以多种方法对注浆效果进行判定和分析,施工完成后,运用2种手段对治理效果进行验证评价。

煤层开采底板水地面超前探查治理效果评价——以安徽淮南新集煤矿2301采区1煤组为例

为进一步查明治理区域内可能存在的导水构造,阻断奥陶系灰岩水通过垂向隐伏导水通道进入矿井,为此新集矿开展以探查垂向隐伏导(含)水通道为目的的1煤组开采底板灰岩水地面超前区域探查治理工作。为对2301采区(局部块段)底板灰岩地面超前区域探查治理效果进行评价,通过钻孔轨迹、探查评价、注浆治理评价三个项目采用权重得分方法,综合得出了地面区域治理效果良好。井下钻探、物探及巷道实际揭露验证说明了地面超前区域探查治理工程效果评价良好,证实了评价的可靠性。

隐伏导水陷落柱快速判识与超前探查治理技术

根据唐家会出水点的水量、水位、水温、水化学场一致性的原理,判别出61101掘进工作面突水水源为深部强富水奥灰水,通道为隐伏导水陷落柱(定性)。为此,封堵了出水巷道、防止出水水量由渐变到灾变扩展(预防);利用槽波地震和音频电透视、钻探等综合探查确定了隐伏导水陷落柱的位置、范围与空间形态(定位);采用计算机仿真技术确定在其中深部实施"底部封堵、上部充填"治理方案,构建了"阻止采动裂隙向下扩展与奥灰水向上渗流的隔水层段"充填加固技术方案(超前治理),避免重大恶性突水事故的发生,取得了"绿色快省高效"的定性、预防、定位、超前探查治理隐伏导水陷落柱的新模式。

底板灰岩水地面区域超前探查治理技术研究

煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术是近年来兴起的一种底板灰岩水害防治新技术,该技术具有探查治理时间超前、探查治理空间范围大、水害隐患整体消除效果好等特点。本文分析了新集煤矿底板灰岩水害基本特征,研究了1煤组煤层底板灰岩水害区域超前探查治理的技术方法。针对煤层底板发育厚层非完整隔水层的矿井,应用定向水平孔钻探和注浆探查技术,取得了良好的水害治理效果。

地面超前区域探查治理技术在灰岩岩溶水害治理中的应用

针对220106 工作面“高水压薄隔水层”灰岩承压水上开采特点,采用了地面超前探查治理技术对灰岩水进行了探查、治理,施工了5 个顺层定向分支钻孔,实现了220106 工作面探查治理范围的全覆盖。通过综合录井判层、钻进异常、钻井液消耗量、泥浆温度、压水试验等方面探查成果资料综合分析,220106 工作面钻探探查目的层段层位清楚,地质构造简单,整体富水性弱,排除了陷落柱及垂向隐伏导(含)水构造,并将C312灰岩改造为良好隔水层,为220106 工作面安全开采提供了保障。