黄河北煤田顶底板双灰岩水害分析及防治技术

发布时间：2021-08-23 20:10

　　为了研究黄河北煤田下组煤开采所受水害问题并制定防治方法,通过分析区内主要水害类型及其对矿井安全生产的影响,得出11煤开采主要受直接顶部四五灰涌水及底板徐灰突水威胁,同时两含水层均与奥灰存在密切水力联系;基于黄河北煤田11煤特殊水文地质条件,提出"顶板灰岩帷幕截流,底板灰岩区域治理"方法治理顶底板双灰岩水害,并应用于区内典型矿井,同时探讨了水害治理效果。结果表明底板徐灰治理效果较好,顶部四五灰帷幕需全部搭接才能检验截流效果。 

【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(04)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

黄河北煤田区域构造图

标志层柱状图如图2。由图2可以看出，11煤与主要灰岩含水层位置关系，上覆5层灰岩，一、二、三灰开采前原始水位均高出地表，富水性弱-中等，补给条件较差，在7、10煤开采过程中超前预疏放，基本已疏干，对11煤开采威胁较低。四五灰作为11煤直接顶板，是11煤开采的直接充水含水层，由于四五灰间泥岩厚度较小，水位相同，可视为1个含水层，平均厚度5.5 m，富水性中等，水压约为3.5 MPa。邱集煤矿、赵官煤矿均对四五灰实施抽水试验[10]，结果显示四五灰稳定抽水量较大，部分超过500 m3/h，周边同层观测孔水位下降明显，滞后时间较短，底板徐灰、奥灰孔与四五灰水位变化同步，说明顶部四五灰与底板徐灰、奥灰水力联系密切，连通性较好，补给来源充沛。11煤回采顶部四五灰垮落后，矿井涌水量将大幅上升，增加矿井排水费用，威胁矿井安全开采。

以邱集煤矿11煤一采区顶底板双灰岩水害防治为例，采区长1.4 km，宽1 km，采区内四五灰平均厚度5.8 m，埋深约370 m，水压3.8 MPa，徐灰平均厚度10.03 m，埋深约420 m，水压4.3 MPa。顶底板双灰岩水害防治定向钻孔平面布置如图3。顶部四五灰帷幕截流工程设计地面定向钻孔8组（S1～S8），每组包含3个顺层分支孔，空间上各分支孔平行展布，平面上分支孔间距10 m，垂向上间距2 m；考虑四五灰含水层地下水自西南向东北流动，顺层分支孔为自西向东或自南向北延伸，预计总钻探进尺约为15 000 m；注浆材料选择强度较高的PO42.5水泥，保障帷幕强度。底板徐灰区域治理工程设计地面定向钻孔4组（D1～D4），每组包含8～10个顺层分支孔，平面上以发散状完全覆盖一采区底板徐灰，预计总钻探进尺约为24 000 m；注浆材料选择PO32.5水泥及Ⅱ级粉煤灰，降低工程投入，顶底板双灰岩水害防治定向钻孔剖面布置图如图4。

【参考文献】：
期刊论文
[1]两淮煤田煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术[J]. 郑士田.  煤田地质与勘探. 2018(04)
[2]基于孔型组合的煤矿水害区域治理模式研究[J]. 刘再斌.  煤炭科学技术. 2018(07)
[3]地面定向钻进技术在煤矿陷落柱突水防治中的应用[J]. 郑士田.  煤炭科学技术. 2018(07)
[4]大采深矿井地面区域治理奥灰水害关键技术研究[J]. 赵庆彪,赵兵文,付永刚,南生辉,赵章.  煤炭科学技术. 2016(08)
[5]邱集煤矿四五灰含水层水位恢复数值模拟研究[J]. 张礼威.  中国煤炭. 2015(04)
[6]奥灰岩溶水害区域超前治理技术研究及应用[J]. 赵庆彪.  煤炭学报. 2014(06)
[7]邱集煤矿11层煤轨道石门突水原因剖析[J]. 李勇.  山东煤炭科技. 2014(05)
[8]我国煤矿水害类型及其防治对策[J]. 虎维岳,田干.  煤炭科学技术. 2010(01)
[9]赵官矿井水文地质条件及防治水研究[J]. 苏玉娟.  中国煤炭地质. 2009(08)

硕士论文
[1]赵官煤矿下组煤底板突水预测及防治技术研究[D]. 李娜娜.山东科技大学 2011



本文编号：3358517