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张延颖:葛泉矿煤层高承压岩溶含水层上带压开采下组煤技术探索
2019-04-25  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   

底板隔水层及本溪灰岩含水层进行全面注浆改造,并对注浆效果采用坑透、音频电透视、瞬变电磁进行有效检验,对不符合要求的地段进行补充注浆。在工作面回采阶段,对常规水文地质情况进行全天候监测,并及时预报工作面生产过程中的出水情况。
  防治水工作的技术路线制定之后,为确保技术工作的顺利实施,他们又综合国内外众多资料,即:目前用于煤层底板注浆加固与改造的注浆材料主要有单液水泥浆类、水泥-粘土类、水泥-砂浆类、水泥水玻璃类、水玻璃类、砂砾石等骨料类以及有机化学材料类等,煤层底板注浆加固与改造技术一般的施工工艺为:分析与探查注浆工程的水文地质条件;注浆方案设计;建立注浆站;施工注浆孔;注浆系统试运转并对管路进行耐压试验;钻孔冲洗与耐压试验;造浆注浆;观测与记录;注浆结束;封孔;关闭孔口阀门、拆洗孔外管路及设备;分析检查注浆效果等12个步骤进行分析从四方面展开了工作。即:建立完善的排水系统,以最大限度地保证矿井的排水能力;疏降为主、疏堵结合,在可控的前提下对顶板大青灰岩水进行有效疏放;有疑必探,先治后掘,对煤层底板垂向导水构造进行有效探查,并对巷道底板进行超前预注浆;先治后采,对工作面底板潜伏导水构造进行注浆加固,并对本溪灰岩含水层进行全面注浆改造和效果检验;在回采过程中对底板隔水层及本溪灰岩含水层,及煤层底板破坏深度和突水征兆进行全程的动态监测,进而使既定的防治水路线得到了有效落实。
 
 
  全力推动 对煤层底板进行全面改造

  河北金牛能源集团葛泉矿在高承压岩溶含水层上带压开采下组煤上针对9号煤 “一薄、二强、三高” 的水文地质特点,采用先进的注浆工艺、优化注浆孔布置方案,加固煤层底板隔水层,对垂向导水裂隙和构造进行封堵,补强其阻水性能;全面改造本溪灰岩含水层为相对隔水层,对导(富)水溶隙进行封堵,有效阻隔了煤层底板下伏高压奥灰水导升裂隙的向上延伸。

为使注浆改造取得预期效果,他们根据煤层底板的采动破坏深度,将注浆加固的目的层确定为煤层底板下10m至本溪灰岩底板下2m的含导水构造,进而使注浆目的层实现了定位准确;在对于至关重要的注浆孔布置上,他们又采用了浆液扩散半径20m,注浆加固范围内钻孔终孔间距40m以下等方法。并在实际操作中,使钻孔的裸孔段尽可能多的穿过注浆加固的目的层段,使钻孔方向尽可能垂直于构造裂隙的发育方向,给浆液向垂直裂隙带扩散创造条件。同时,他们还对工作面的切眼位置、初次来压位置、周期来压位置,以及巷道直接底板两侧10m、停采线附近、物探异常区及构造发育区段进行了重点加固与改造。
在注浆系统选取上,他们根据东井注浆量大、注浆范围广、注浆时间长等实际情况,选用了具有风动下料、射流造浆、制浆过程自动跟踪控制,粘土、水泥注浆量自动计量、注浆密度自动监测等优点,并可井上下联合注浆的先进系统。并在工艺和流程上,应用了三阶段渐进式动态注浆工艺。即:注浆封堵与充填较大的含导水裂隙;加密注浆,对第一阶段尚未充填或封堵效果不理想的导水裂隙进行充填与封堵;补充注浆,对前两阶段遗漏的含导水裂隙进行封堵。同时,在注浆改造过程中他们还坚持兼顾相邻工作面的底板预注浆。
  在动态分析和注浆流程的优化上,他们通过不断积累钻孔涌水量、初见本灰深度、注浆量等数据,针对分析结果确定下一步重点注浆区段,共施工注浆钻孔195个,其中:前期48个,中期加密71个,后期补充及检验76个,

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