不稳定煤层底板承压水综合探查与防治技术
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煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有:大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种:(一)地表水水害:主要水源为大气降水、地表水体(江河、水库、沟渠等);(二)老空水水害:主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水;(三)孔隙水水害:主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四)裂隙水水害:主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水;(五)岩溶水水害:主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等;二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度(涌水量)。
(一)水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽(放)水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术(1)地震勘探:包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面:查明落差大于5米的断层;查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱;探测采空区和岩浆浸入体。
(2)瞬变电磁探测技术:是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。
(3)高密度高分辨率电阻率法探测技术:是地面及其地下洞体的首选方法。
(4)直流电法探测技术:属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面:巷道底板富水性探测;底板隔水层厚度,原始导高探测;掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测;潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
煤矿防治水工作面临的问题及防治措施摘要:随着煤炭开采的深度和范围增加,煤矿水害防治压力不断加大。
本文以煤矿防治水工作为重点,分析了当前防治水工作中存在的主要问题,并根据实际情况提出了有效的技术措施。
关键词:水害;防治水措施;源头治理引言:随着《矿井水防治细则》等规范的出台,煤矿防治水工作有了长足的发展,近年来煤矿水害事故发生呈现下降趋势,但是煤矿水害事故时有发生,威胁矿井安全生产,煤矿企业在防治水工作中存在一些不足,亟需改进。
1煤矿井下的水害防治工作现状针对煤矿防治水工作,我国制定了较为完善的规章制度,目前,已经出台了包括《煤矿安全规程》、《矿井水防治细则》和《煤矿重大事故隐患判定标准》等防治水的相关规定,使具体工作有章可循。
同时,水害防治的基础工作逐步加强,更多的自动监测设备被用于水害预防和监测。
此外,煤矿水害防治施工技术也取得了突破,帷幕注浆截流技术、突水危险源动态辨识评价、井-地-孔微震检测顶板裂隙发育高度等新技术、新方法得到应用。
在防治工作过程中,可根据水害特点综合运用疏、排和封、堵技术,更加有效的开展水害防治工作。
2常见突水形式2.1承压水突水承压水是两个隔水层之间含水层中的地下水,承压水突水是一种常见的突水形式。
承压水水害一般分为顶板承压水害和底板承压水害,比较典型的为黄拢煤田顶板洛河巨厚砂岩水害和渭北煤田底板奥陶系灰岩水害,受煤矿采掘影响,采掘裂隙导通水源后易发生承压水突水,威胁矿井安全生产。
2.2老空水突水煤矿采掘后,采空区及废弃井巷中可能存在一定积水,因年代久远,其老空范围、积水情况往往不清,虽然积水量一般不大,少则几十或几百吨,但是采掘活动意外接近或者掘通,老空水溃出迅速,极易引发水害,造成工作面及井巷被淹事故,老空区水害按空间位置分为上部老空区及同层老空区积水。
2.3其他水害根据不同的地质条件及开采条件,煤矿还存在大气降水水害、松散层孔隙水害、地表水害、岩溶陷落柱水害、断层水害、封闭不良钻孔水害、防水设施水害、边界煤柱水害等不同类型的水害。
煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有:大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种:(一)地表水水害:主要水源为大气降水、地表水体(江河、水库、沟渠等);(二)老空水水害:主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水;(三)孔隙水水害:主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四)裂隙水水害:主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水;(五)岩溶水水害:主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等;二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度(涌水量)。
(一)水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽(放)水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术(1)地震勘探:包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面:查明落差大于5米的断层;查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱;探测采空区和岩浆浸入体。
(2)瞬变电磁探测技术:是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。
(3)高密度高分辨率电阻率法探测技术:是地面及其地下洞体的首选方法。
(4)直流电法探测技术:属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面:巷道底板富水性探测;底板隔水层厚度,原始导高探测;掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测;潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
新查庄矿煤层底板承压水主要防治方法张建刘春国高天顺(山东新查庄矿业有限责任公司,山东肥城 271612)摘要山东新查庄矿业有限责任公司是水文地质条件极复杂型矿井,下组煤开采过程中受底板承压水威胁严重,利用底板注浆改造,实施疏水降压等技术措施保证了工作面的安全回采。
关键词承压水受水威胁注浆改造疏水降压安全回采1.概况山东新查庄矿业有限责任公司隶属山东鲁中能源集团有限公司,其前身为肥城矿业集团有限责任公司查庄煤矿。
新查庄公司下组煤水文地质类型为极复杂型,煤层开采过程中受底板承压水威胁十分严重。
自1979年开采下组煤以来共发生底板突水量大于30m3/h的29次,突水量大于300m3/h的7次。
其中2006年1月14日,7905工作面回采过程中遇到落差3.6m的断层发生的底板奥灰突水,突水量达1430m3/h,造成工作面被淹,矿井停产,经济损失巨大。
因此,搞好矿井底板承压水防治工作是新查公司保障安全生产的首要任务。
2.矿井的水文地质特征2.1地质构造新查庄井田东、西、北三面被断层包围,总体为一向北倾斜的单斜构造。
井田内断层较多且十分发育,边界断层落差一般大于40m。
区内大中型断层落差一般在20~40m,采区内3.0m以下的小断层极为发育,其中落差大于20m断层有30条。
由于断裂构造十分发育,造成主要含水层水力联系密切,断裂构造是奥灰补给五灰含水层的主要通道。
2.2含水层本井田主要影响煤层开采的为本溪群五层石灰岩、奥陶系石灰岩。
第五层石灰岩(五灰):厚5.5~10.58m,平均8.7m,上距8煤层22.5~43.18m,平均32~34m;距9煤层16.9~33.02m,平均24m;上距10煤层14~37m,一般16~20m;下距奥灰1.41~14.54m,平均10m左右,为灰色质纯致密厚层状细粒结晶灰岩,岩溶裂隙发育,富水性较强。
由于五灰和奥灰间距小,受断裂构造发育的影响,水力联系十分密切,为煤系底盘主要含水层。
煤矿开采过程中底板突水及防治措施摘要:防治水工作在煤矿采煤过程中非常重要。
其危害性仅次于瓦斯突出事故,针对存在水患矿井,必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则进行探放水,如果要想预防矿井底板突水,首先要弄清矿井底板突水的机理和原因,其次弄清矿井水分布特征以及突水的主要影响因素,从而进行防治。
关键词:煤矿开采;底板突水;防治引言:文章主要针对我国煤矿开采过程中出现的底板突水问题为切入点,重点提出了详细的防治措施,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
1.煤矿开采过程中底板突水机理、原因及防治措施我国某地区煤田的煤炭资源正在日趋紧缺,而国内建设对矿产资源的需求逐年增加。
其中的石炭—二叠系煤田,煤层厚度相对稳定,煤质资源优良,为缓解该煤田资源匮乏,尽最大可能多地进行开采,该区域矿井将逐步向深部延拓,更要开采受水威胁较为严重的下组煤,尤其矿井开采受底板灰岩裂隙岩溶水的威胁较为严峻,因此弄清该煤田区域矿井水分布特征以及下组煤底板灰岩富水性与突水机制是必须要去做的。
1.1矿区综合水文地质特征太原组灰岩自北向南含水性由弱到强,华北断块内黄淮平原新生界松散沉积层下部的河流相和山麓冲积相砂砾含水层,是矿井充水的重要水源。
石炭—二叠纪煤系的基底基本是中奥陶统碳酸盐岩,寒武奥陶碳酸盐岩是区域富水性最丰富的含水层,其是造成矿井水危害的主要水源之一。
下伏本溪地层,下段为页岩、砂岩、砂质页岩,底部为粘土层,其具有隔水性;中间部分厚层页岩夹着砂岩,也具有相对隔水;上段为砂岩、灰岩及砂质页岩。
综合分析认为:该采场的矿床为多层含水层以及立体充水地质结构,分别存在于以下含水层:(1)中奥系含水层组:溶蚀裂隙发育以及原始节理,其承压水头高,富水性强,该含水层是上覆煤层开采隐患较多的底板突水水源。
(2)煤系含水层组:具有地表水体补给或强含水层的群岩溶含水层,厚层状的砂岩裂隙充水层,一般都具有高承压的水头,易造成突水事故。
技术经济与应用收稿日期:2010-06-30作者简介:杜飞虎(1963—),男,陕西富平人,1989年毕业于西安矿业学院地质系,高级工程师,现任澄合矿务局生产技术部副部长,从事矿井地质工作。
煤层底板岩溶承压水水害的防治杜飞虎,叶东生(陕煤集团澄合矿业公司,陕西澄城 715200)摘 要:以董家河煤矿为例,研究了澄合矿区奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层对煤层开采的威胁,提出了防治水必须坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原则,防治水工作的重点是底板岩溶承压水。
关键词:矿井水害;岩溶水;底板突水;保水采煤;措施中图分类号:T D 745 文献标识码:B 文章编号:1671-749X (2011)01-0051-020 前言澄合矿区主采5号煤层,矿井涌水主要来源于5号煤层顶板上各砂岩裂隙含水层、太原组石英砂岩K 3(5号煤层底板)及K 2灰岩含水层组、煤系基底奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。
涌水量随着开采深度的增加而增大。
目前董家河煤矿工作面均处在奥灰水静水位以下,5号煤层突水系数处在临界状态,底板岩溶承压水严重威胁着煤矿安全生产。
建矿初期沿用边设计、边施工、边生产的政策代替基本建设程序,最初设计大巷层位放在奥陶纪石灰岩中,掘进时多次发生奥灰突水(1974~1980年奥灰井水位标高为+380~+383m ),最大涌水量达1026m 3/h 。
后多次修改设计,使大巷水平标高由初期的+300~+330~+355m ,提升到目前的二水平(+310水平),承受奥灰水的压力约1M P a 。
岩溶承压水由于水压高,一般会通过各种裂隙通道进入煤层的开采系统造成淹井,做好5号煤层底板岩溶承压水害防治,是保证5号煤层安全开采的前提。
1 防治水原则1.1 坚持以防为主以疏为主原则坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则:始终坚持以物探手段先查明水文地质条件,然后根据实际情况采取相应措施。
不断总结防治水工作经验,不断修订和充实适用于本矿的防治水总体方案和具体措施。
关于己组煤层底板强承压水综合治理的措施
煤层底板的强承压水综合治理措施
煤层底板是采煤工作面的基础,牢固的底板能够提高产量,保证安全。
但是,由于采场的深度越来越深,煤层底板承受巨大压力,当强压水进入时,严重影响煤层底板的牢固性,威胁到安全。
因此,制定科学有效的煤层底板强承压水综合治理措施变得十分迫切。
综合考虑强压水控制工作,可采取一系列措施来治理煤层底板强承压水。
首先,应当采取层间强承技术,合理的、可靠的层间强承技术是解决煤层底板
强承压水的基础。
可以采取垂直裂排、回火控裂技术等方法,在开采钻裂断层面实施层间强承。
其次,利用安全井实施压水控制。
针对压水流态摄流时,可以再现场开设新钻
安全井,收集和引水,进行压水控制。
此外,在开采面设置专业的压水设备、仪表,实时掌握压水浓度、流量,以便及时处理压水相关问题和安全隐患。
再次,注重耐水性地层的改造。
压力水流入地层后,会破坏和弱化地层的稳定性,因此要进行厚度增加、浇筑水泥浆护理、强化复合等方式进行地层的改造。
最后,还要正确处理和清理矿井废水。
首先,应当采取相应技术,确保矿井废
水中污染物质能及时减少,以减轻地层应力;其次,应定期检查和处理矿井破坏、溃决及泥浆淤积等情况,以避免受污水腐蚀。
综上所述,煤层底板强承压水综合治理措施包括层间强承技术、安全井的实施
压水控制、耐水性地层的改造以及矿井废水的处理。
只有通过多个环节的科学考量,才能有效解决煤层底板强承压水问题,保证采煤的安全可靠。