电阻率CT探测在煤矿工作面顶板“四含”注浆改造评价中的应用

选取五沟煤矿某区段,通过地面钻孔对该含水层进行加压注浆改造,可以挤走“四含”孔裂隙水,使其成为有效隔水层,同时采用孔间并行电法物探技术探测改造后的“四含”含水层视电阻率分布情况,判断其富水性,并对顶板“四含”注浆改造效果进行评价。

麻家梁矿14211工作面探测异常区底板注浆改造技术应用

对麻家梁矿14211工作面进行音频电透视法探测发现,切眼底板异常区深度为100m超过隔水层厚度(90m),同时采面切眼掘进期间出现底板渗水情况,后钻探及水质发现物探异常区与底板奥灰水承压含水层间存在水力联系,采面在物探异常区回采期间面临较大的突水风险。结合物探成果,提出在地面布置2个定向钻孔对14211工作面底板进行注浆改造,并对定向钻孔施工方案、注浆方案等进行详细设计。现场应用后,布置的2个地面定向钻孔累计向底板注入5000t水泥,注浆后采面在14211工作面探测异常区内回采时底板未出现涌水情况,表明注浆改造取得较好效果。

工作面上覆松散含水层注浆改造及其效果检验

为解放浅部“四含”煤柱资源,以五沟煤矿一采区1010-1工作面为试验对象,采用劈裂注浆法,连续与间歇注浆相结合的注浆工艺对“四含”及其底部基岩风化带进行注浆加固试验。结果表明:“四含”治理区岩性复杂,富水性弱,主要接受侧向区域径流补给,注浆改造工程将采用地面直孔结合定向斜孔逐排施工驱水固沙方案;混合浆液强度受制于粉煤灰掺比比例,且混合浆液强度、结石率均高于水泥净浆,粉煤灰掺量为20%时,结石率最高;浆液在“四含”中扩散极不均一,注浆过程需通过控制注浆量控制浆液扩散范围,注浆对地表影响体现在浆液扩散和压力传导,并以压力传导为主;注后取心孔样品真密度略有增大,含水率略有减小,抗压强度、抗拉强度、抗剪强度略有增大;基岩风氧化带注浆后岩层抗压强度随采样深度增加呈现先增大后减小再增大的趋势,其抗压强度增强约2~5倍。

大采长工作面高承压水底板注浆改造技术研究

为解决陈四楼煤矿大采长工作面高承压水区域底板水害治理难题,在矿井典型2517大采长工作面采用底板注浆改造技术解放受底板太原组灰岩水威胁的煤层。通过资料调研和数据计算,选取改造层位并进行钻孔设计,基于底板注浆改造钻孔的涌水量和注浆量数据,对各含水层富水性、注浆量、主要可注裂隙、不同级别充水裂隙注浆材料消耗及平均单孔耗浆量规律进行对比分析。结果表明,含水层富水区主要受裂隙、断层和褶皱等构造的影响,L_(10)灰岩和L_(8)灰岩含水层富水性强,分布较均匀,连通性较好,其含水层以中小型和大型裂隙为主且中小型裂隙较多;工作面平均单孔耗浆量约是充水裂隙涌水量的3.4倍。3次物探结果显示,底板注浆改造效果显著,基本解决了陈四楼煤矿高承压水工作面底板突水问题,可为其他矿区矿井水害治理提供借鉴。

基于FLAC 3D的五沟煤矿松散含水层注浆改造数值模拟

为了研究注浆改造对五沟煤矿二采区近含水层下薄基岩煤层开采安全的影响,采用FLAC 3D进行数值模拟,选取合适的注浆推进距离进行覆岩应力场、覆岩位移场和覆岩塑性区的对比分析。对治理段采用泥灰比1∶1,注浆孔间距取60 m,注浆方式采用分段上行式,最终压达到5 MPa且流量小于80 L/min标志着注浆结束,并且维持不小于30 min,初步方案设计42个注浆孔和38个检查孔。结果显示,“四含”注浆后应力、位移、破坏和渗透流动性与注浆前相比显著减小,注浆效果明显。

矿井煤层底板含水层注浆改造技术

根据焦作矿区5个矿井的煤层底板含水层注浆改造工程的实践,阐述了实施煤层底板含水层注浆改造技术时注浆孔、注浆压力、注浆材料、浆液配比、注浆量、终压及稳定时间等注浆参数的确定和选择,分析了工程施工的步骤、存在的问题与处理方案及工程实施的效益。研究表明,该技术不但可有效防止突水事故的发生,而且经济合理,同时还能有效地保护地下水资源,具有较高的推广应用价值。

瞬变电磁技术在煤层底板含水层注浆改造中的应用

煤层底板含水层注浆改造技术可以彻底根治底板水害。利用瞬变电磁技术探测煤层底板含水层的赋水性特征,确定工作面内注浆改造重点区域,指导钻孔布置,并在底板改造后检验注浆改造效果。其在焦作矿区的应用效果明显。

粘土—水泥浆室内实验研究及其在煤层底板注浆改造中的应用

为了发现粘土—水泥浆的一些本质现象与规律,通过室内实验,描述了粘土—水泥浆的水固比、析水率、粘度以及凝结时间的一般规律,并对其影响因素进行了简单的分析。本次实验研究所涉及的粘土—水泥浆比重有13个,固体料配比有7个。结果表明:当固体料中水泥含量为35%时,配制同一比重浆液的用水量最少,同时,与之对应的浆液粘度最大;浆液的析水率与水泥含量大致呈线性关系;影响浆液凝结时间的主要因素不是浆液比重,也不是固体料配比,而是外界温度。通过在恒源煤矿六煤层底板注浆改造中的应用,取得了显著的效果。

邯邢矿区奥陶系灰岩上部注浆改造技术

注浆改造是华北型煤田下组煤开采的有效防治水技术之一。但是目前该项技术只能解决浅部上组煤问题,随着采深的增大,注浆改造煤层底板薄层灰岩含水层已不能满足安全开采条件。以东庞矿下组9号煤开采为例,分析了奥陶纪峰峰组岩溶含水层富水特征,研究了对奥陶系顶部进行注浆改造的可行性和相关技术问题,得出,对东庞矿奥灰上部进行注浆改造在技术上是可行的,合理的注浆改造厚度为40 m。试验性注浆结果表明,钻孔涌水平均堵水率达到74%,注浆效果良好,并提出了下一步防治水工作建议。

车集煤矿2407工作面底板注浆改造工程的优化设计

以车集煤矿2407综采工作面底板注浆改造为例,根据煤层底板裂隙发育、太原组上段灰岩水的原始导高距煤层较近这一特征,在设计注浆孔时,上下巷交替布置钻场,在改造底板薄层灰岩,变含水层为隔水层的同时,还有效的封堵了煤层底板浅层导水裂隙。为类似条件的矿井提供参考依据。

深部大型断层注浆改造及数值模拟分析

以淮南矿区张集矿某工作面为例,设计了邻近断层破碎带注浆方案,并利用FLAC3D软件对比分析了工作面开采过程中注浆前后煤层顶、底板位移的动态变化。研究结果表明:浆液使破碎带岩层阻渗性、完整性和力学强度都得到了一定程度的提高;通过断层注浆改造,工作面已安全回采870 m,成功实现近断层工作面安全开采。

跨向斜构造区域工作面底板薄层灰岩含水层地面注浆改造实践

恒源煤矿深部采区Ⅱ632及Ⅱ633工作面横跨温庄向斜构造,向斜轴部区域具有"断裂构造复杂、太灰富水性强、水压高"等特征,为解放该矿深部6煤资源,消除煤层带压开采底板灰岩水害隐患,提出了"地面顺层孔区域超前注浆改造薄层灰岩技术方案",旨在为该矿探索一种安全高效、切实可行的防治水技术。施工结果表明:目的层平均顺层率、受注层段注浆改造后单位吸水率、注浆后治理区段灰岩电阻率、井下验证钻孔出水量等指标均达到预期要求。工作面回采期间,未发生目的层灰岩出水。

底板注浆改造技术在高承压水治理中的应用

刘桥一矿Ⅱ661工作面水文地质条件较复杂,太灰水严重威胁着工作面的安全生产。针对工作面现状,通过物探,探查出底板富水性,划定异常区;根据工作面附近地质构造情况,对承压水进行近位疏放,然后对工作面底板实施注浆改造。该方案实施后取得了明显效果,保证了工作面的安全回采。

煤层底板含水层注浆改造技术在焦作矿区的应用

文章根据焦作矿区水文地质条件极其复杂、突水频繁、水害威胁严重的实际情况分析了煤层底板含水层注浆改造的必要性和可行性,阐述了实施煤层底板含水层注浆改造技术的基本内容及工程应用实践,取得显著经济效益和社会安全效益。

粘土水泥浆在煤层底板防突水注浆改造中的应用

在岩层裂隙注浆堵水方面,CL-C型粘土水泥浆与单液水泥浆相比,具有成本低、悬浮性好、抗渗性好、浆液扩散距离远、注浆堵水效果好等优点。葛泉煤矿东井部分9号煤层底板防突水注浆改造工程中,注浆材料选用了CL-C型粘土水泥浆,取得了很好的效果。该浆液在煤层底板防突水注浆改造工程中,可以广泛推广应用。

松软底板煤层突水注浆改造技术研究

本文根据肥城矿区兴杨公司地质采矿条件,深入分析了底板突水注浆改造技术对突水的防治作用,系统研究了注浆改造施工工艺,并以9803工作面为例说明复杂构造松软底板煤层,通过注浆改造结合一定的安全技术措施可以实现煤层的安全回采。实践证明,底板突水注浆改造防治技术措施在肥城矿区取得了良好的效果,具有较大的经济效益和社会效益。

工作面底板注浆改造在富水异常区内的技术管理

以车集煤矿2411工作面底板注浆改造为例,对富水性较强的区域,通过采取加密注浆、扩大改造范围等一系列科学有效的措施,大大提高了富水异常区域底板改造的可靠性。为条件类似的矿井提供参考依据。

兴杨煤矿煤层底板含水层注浆改造及效果分析

通过理论分析认为兴杨煤矿102煤层上部9煤层产生的底板破坏带穿过10606(上)工作面,导致两层承压含水层突水系数分别增大了23%和12%,工作面受突水威胁增大。为了保证10606(上)工作面安全开采,根据矿井生产实际,采用底板注浆技术加固隔水层,根据计算所得的17个注浆钻孔的浆液扩散半径、检查孔出水量和实际开采情况认为此次注浆增加了隔水层的厚度,加固了隔水区域,保证工作面的安全开采,对类似工况的矿山开采具有一定的借鉴意义。

奥灰顶部含水层注浆改造浆液扩散主要影响因素试验研究

为探究浆液黏度、溶蚀裂隙及岩溶孔洞对注浆改造过程中浆液在奥陶系顶部灰岩裂隙含水层中扩散、充填影响规律,自行研制一套可考虑裂隙分布、动承压水和注浆工艺因素的裂隙岩体动水注浆改造模型实验台。利用该装置模拟了3种黏度浆液在4类含岩溶裂隙、孔洞分布条件下的承压含水层中的扩散过程,总结了浆液扩散及充填规律;结合数值计算得到了11组注浆实验充填过程中应力分布及变化规律;最后通过超声波探测,分析了不同条件下浆液改造后岩体弹模变化规律。结果表明:①均布裂隙中浆液扩散形态接近“∩”形,考虑不同条件作用后的浆液扩散形态呈现出非标准圆弧形;含有岩溶优势裂隙的浆液扩散形态呈现“Λ”形,裂隙开度越大,“Λ”形顶角越小;含岩溶孔洞的裂隙区浆液扩散形态出现“M”形,存在“︹”形的过渡形态。②注浆改造后的裂隙岩体具有分区特性,可将其分为完全充填(FF)、部分充填(PF)、裂隙二次发育(DeF)和原岩裂隙(OF)4个区域;极差结果显示裂隙开度对S_(FF)影响最大,浆液黏度对S PF影响最大;③溶蚀裂隙和岩溶孔洞经注浆改造后弹性模量明显增强,裂隙中的浆液压力分布呈现非线性递减,且裂隙岩体基质受到的应力大小和作用时间影响与改造后岩体动弹模成正比。

底板注浆改造技术在泉店煤矿首采面的应用

根据泉店煤矿极其复杂的水文地质、构造特征,应用工作面底板注浆置换改造技术,成功地对首采面进行了底板改造。阐述了底板含水层注浆改造的基本工艺流程,并介绍了施工过程中钻孔注浆事故的处理方法,底板注浆改造效果明显。