董家河煤矿地面定向钻孔主孔钻进漏失封堵技术探讨

我国主要煤矿区不同程度的存在裂缝性漏失地层,随着煤矿开发的进一步深入,煤矿区钻探过程中钻遇地层愈加复杂,在钻进至破碎、裂缝发育地层时,漏失问题尤其是裂缝性漏失问题突出。承压水上采煤底板突水是我国矿井主要的水文工程地质问题,严重影响煤矿的安全生产。目前我国煤矿防治水工作逐渐由过程治理向源头预防、局部治理向区域治理、井下治理向井上下结合治理、措施防范向工程治理、治水为主向治保结合转变。董家河煤矿以往工作面主要受底板太原组K2和奥灰含水层水害威胁,矿井生产期间多次发生底板突水,本文主要分析董家河煤矿四采区底板水害区域超前治理工程中DJ1定向钻探孔二开施工过程中,钻进至井深444m处,遇到K5、K中等强含水层,钻井液全漏失返的情况,本文分析方法可为类似地层钻孔漏失提供新的解决思路。

董家河煤矿地质构造研究

通过对董家河煤矿多年勘探和生产中获得的大量地质资料的分析研究,得出该矿的地质构造特点为小型正断层十分发育,展布方向以SN、EW向为主,小断层具有密集成带发育的特点。并对未采区地质构造的发育进行了预测。

槽波地震联合探测方法在董家河煤矿构造探测中的应用

常规的透射槽波与反射槽波探测具有不同的适宜探测角度,因此单一的槽波地震方法探测断层等地质异常常存在偏差、甚至遗漏。利用槽波地震联合探测方法可以在有限的巷道空间内收集到最大排列的槽波数据,综合透射槽波与反射槽波成果解释工作面内地质异常是目前井下槽波地震探测的最优方案。将槽波地震联合探测方法引入董家河煤矿22512工作面,综合利用透射槽波与反射槽波成果解释了一处煤层结构异常区,经回采验证该异常为挠曲构造,取得了较为理想的应用效果。

底板承压水保水采煤技术与工程实践

为解决底板承压含水层上带压采煤问题,以董家河煤矿为例,在研究5号煤层下伏含(隔)水层特征及煤层开采底板破坏深度的基础上,分析了突水危险性,制定了承压水体上保水采煤技术体系。结果表明:奥陶纪灰岩峰峰二段含水层是本区5号煤层开采主要充水水源,突水系数大于0.06MPa/m的区域占矿区面积的43%,K2及K3含水层既可成为奥灰水突水通道,也可改造成隔水底板,对5号煤层安全开采意义重大。同时提出了"监测预报,超前探测,探治结合,综合防治"四位一体综合保水采煤技术体系,并在澄合矿区进行了工程实践,既指导本区安全生产,又保护奥陶系375 m水位。

基于抛物线型强度准则的巷道煤柱塑性区宽度确定

巷道煤柱塑性区宽度的合理留设是采掘工作的重点,亦为采煤设计提供重要参数。为确定该值,以极限平衡理论为基础,选用抛物线型作为煤岩体破坏强度准则,建立了塑性区极限平衡力学模型,同时以煤岩体达到塑性流变强度作为应力求解的条件,推导得出了煤岩抗拉压强度、煤柱高度、侧向压力系数等条件下的塑性区宽度解析解,讨论分析了塑性区宽度影响因素。结果表明:煤岩体强度、拉压比、侧向压力系数对塑性区极限宽高比影响显著。现场塑性区超声探测结果与理论计算值相吻合,这说明煤柱塑性区模型构建科学合理,为类似煤柱宽度合理留设提供了参考依据。