煤矿水害防治技术研究

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1、煤矿水害防治技术研究突水水源探查技术突水水源识别技术煤层底板含水层注浆改造技术突水点注浆封堵技术帷幕注浆截流技术防水煤岩柱留设技术水害隔离技术疏水强排技术断层防水技术一、突水水源探查技术物探针对掘进巷道和回采工作面不同的物探条件，在井下分别利用瞬变电磁、音频电透、直流电法、无线电波坑透、瑞雷波、地质雷达等先进物探仪器探测了可能的突水水源；同时在地面利用三维地震、瞬变电磁等进行区域水文地质条件勘查。钻探在物探基础上，对低阻异常区打钻验证。物探是突水水源探查技术的辅助手段，而钻探是突水水源探查技术的根本手段。二、突水水源识别技术不同含水层由于

2、其埋深、赋存条件的差异表现在水文地球化学特征上也有差异，这为判别水源提供了依据。水动力场法突水发生后，突水含水层水位会发生相应的变化。水位的观测方法有：传统的人工观测法、现代的遥测法及水位自动监测系统。水位下降的含水层即为突水含水层。特征组分分析法模糊聚类法以焦作矿区6个奥灰水样、2个二灰水样、14个八灰水样的突水水质资料，建立的奥灰、二灰和八灰三类水源聚类模型：y1(x)=-93.9184＋3.6718*Ca+1.5059*Na-1.6225*SO4-0.3624*Cl(奥灰)y2(x)=-93.9184＋3.6718*Ca+1.505

3、9*Na+1.6225*SO4-0.3624*Cl(二灰)y3(x)=-93.9184＋3.6718*Ca+1.5059*Na-1.6225*SO4-0.3624*Cl(八灰)特征曲线法根据突水水质资料，选定矿化度、(Ca+Mg)/(K+Na)、K+Na、Ca、Mg、Cl、SO4、HCO3等8个数据，给出了6种突水水源的特征曲线如下：水质特征曲线水源孔隙水老顶砂岩水L8灰岩水奥陶系灰岩水δD(‰)-75.34-76.36-74.35-75.48δ18O(‰)-9.03-8.85-10.36-9.46T(T.U)6.89±2.40<0.50

4、<0.505.64±2.50分析放射性同位素氚（T）的含量可以看出：直接接受大气降水补给且孔隙及溶隙发育的含水层其氚含量高，如第四系砂砾岩孔隙水和奥陶系岩溶水的氚值均在5T.U以上；间接接受大气降水补给且裂隙或溶隙不甚发育的含水层其氚含量低，如顶板砂岩裂隙水和底板L8灰岩水的氚值均小于0.5T.U。这说明顶板砂岩裂隙水和底板L8灰岩水的运移速度较慢，地下水的补给来源主要为邻近含水层，这与实际的水文地质条件是吻合的。各水源同位素测试结果同位素法煤层底板含水层注浆改造技术，是通过注浆钻孔注浆来充填底板灰岩含水层的岩溶裂隙和导水裂隙，从而大大减

5、弱含水层的富水性并切断水源补给通道，使受注含水层被改造为不含水或弱含水层，实现工作面不突水开采。三、煤层底板含水层注浆改造技术九里山矿底板含水层注浆改造地面注浆站注浆材料及配比的研究注浆材料：粘土、水泥、粉煤灰以及软固料，断层带以水泥为主，其它地区以粘土水泥浆为主，水泥占固料的20-30%。注浆孔布置及成孔工艺研究裂隙发育但互相不连通的含水层，钻孔布置方向以垂直裂隙方向为主，孔隙水及X型裂隙发育的含水层以均匀布孔为宜，每个钻场的钻孔分三个序次布置。套管下入深度以不发生底鼓为宜，如果提前见水则增加套管的级数。注浆深度的研究H=P/1.0注浆

6、扩散范围探测技术研究在浆液中添加食盐，提高了受注含水层的物探灵敏度，注浆后利用物探技术探测其扩散范围。高水压含水层注浆终压技术研究传统的注浆终压为水压的2.5到3倍，而现在注浆终压以克服水压的绝对值来评价，在条件允许的情况下尽可能提高注浆终压。酸溶法扩大岩溶裂隙增加注浆量技术研究四、突水点注浆封堵技术按突水点水流是否流动可分为：动水注浆堵水和静水注浆堵水。按作业场所不同可分为：地面注浆堵水和井下注浆堵水。（一）地面注浆堵水地面注浆堵水按突水点是否流动可分为动水注浆堵水和静水注浆堵水。注浆材料有两类：一类是固料类，包括：砂子、石子、锯末、粉

7、煤灰、海带和玉米芯等。另一类是液体类，包括：纯水泥浆、粘土水泥浆、水玻璃水泥浆等。自55年以来，焦作矿区共进行地面注浆堵水84次，共封堵水量1745m3/min，其中最大一次封堵水量320m3/min。（二）、井下注浆堵水煤矿突水点井下动水注浆封堵技术就是在井下对正在涌水的突水点进行注浆封堵。它具有比地面注浆堵水节省工程量、位置准确、施工工期短等优点，但井下突水点动水注浆具有水压高、井下环境受限等缺点，给注浆堵水带来困难，需要通过研究解决一些技术难题。煤矿井下突水点动水注浆堵水按堵水的方法进行分类可以分为：壁后注浆堵水、利用煤层底板含水层

8、注浆改造系统注浆堵水、建水闸墙堵水或建水闸墙注浆堵水、打钻注浆堵水和建止浆垫注浆堵水。420m3/h古汉山矿利用注浆改造系统封堵11071工作面突水点工程布置图壁后注浆堵水技术1．适用条件壁后