底板注浆加固治理水害技术

发布时间：2021-03-07 03:46

　　通过对某矿一采区东翼回采工作面巷道内揭露的断层长期监测,认为该带压工作面在回采过程中会导致断层与含水层沟通而造成底板突水事故的发生,进一步应用FLAC^3D数值模拟软件分析断层周围底板裂隙带受回采扰动的发育情况,得出底板注浆加固可有效治理底板突水危险。现场底板注浆加固试验后进行瞬变电磁探测,结果显示底板注浆加固范围内无明显富水区域,取得了很好的治理效果。 

【文章来源】：煤. 2020,29(10)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

建模示意

共设计三个方案来研究水害及其治理情况:方案一为无断层正常回采情况;方案二为有断层不采取治理措施的回采情况;方案三为有断层并进行底板注浆加固的回采情况。三种方案下底板塑性区模拟结果见图2。由图2(a)可知,当工作面不受地质构造影响时,工作面的塑性发育区主要为工作面顶板及两端头的底板,工作面端头底板的最大破坏深度为24.96 m,远小于工作面与含水层的层间距,整体上看底板较完整,故无断层时工作面回采无突水风险;由图2(b)可知,当工作面内存在落差16 m的断层时,工作面回采围岩的塑性区范围明显增大,尤其工作面两端头的底板破坏深度达到60.49 m和93.38 m,而工作面与太灰水含水层的层间距为80 m,故工作面回采扰动会导致断层与太灰水含水层沟通,致使工作面及采空区有大量水涌出,影响安全生产;由图2(c)可知:对断层区域底板进行注浆加固后再进行回采作业,工作面围岩的塑性区范围较有断层不治理情况下明显减小,断层附近底板受回采扰动影响后的最大破坏深度缩小至56 m,小于工作面与太灰水含水层80 m的层间距,故断层存在并对底板进行注浆加固后可使底板的破坏深度小于工作面与含水层的层间距,避免了断层受回采扰动沟通含水层而涌水的情况。

工作面范围内共有4条落差较大的断层对回采影响程度较大,为彻底杜绝回采过程中突水事故的发生,在两巷道内工作面前方500 m均布置7个钻场,相邻钻场间隔50 m,每个钻场内沿各个方向布置6个垂直深度达80 m的注浆钻孔,使浆液可以加固全部底板。应用矿方注浆加固自行配比所得的注浆材料进行底板注浆加固,水泥与粘土的配比为1∶3。用二级套管作为注浆管,在断层附近底板裂隙发育程度高的区域用三级套管作为注浆管,采用三级法兰盘结构固定注浆管[4],现场根据注浆情况调节浆液配比,底板注浆加固示意如图3所示。4.2 效果分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]承压水上开采工作面底板破坏深度相似模拟试验[J]. 赵继忠,冯利民,陈舰艇,镐振,史明方.  煤矿安全. 2015(06)
[2]承压水上大倾角特厚煤层综放工作面长度确定研究[J]. 马冠超,张学亮.  煤炭工程. 2013(07)
[3]承压水上开采工作面底板突水预测[J]. 门会理,杨京伟,刘传安,张西斌,陈东升.  煤矿安全. 2012(11)

博士论文
[1]承压水上采空区底板岩层扰动规律研究[D]. 李振峰.河南理工大学 2015



本文编号：3068346