地面区域探查、治理钻孔布设优化
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利用地面定向钻探技术综合治理矿井大型断层作者:靳卫虎来源:《科学与技术》2018年第27期摘要:本文介绍了地面定向钻探技术在矿井的应用,并通过地面定向钻孔沿巷道穿断层探查,对探查范围内断层破碎带进行注浆综合治理实例分析,得到了地面定向钻探技术综合治理矿井大型断层过程中的一些常见问题及解决方法,证明了地面定向钻探技术综合治理矿井大型断层具有广泛的推广应用前景。
关键词:定向钻探;大型断层;高压注浆1 地质概况1.1治理区地质概况袁店一井煤矿东翼大巷(东翼轨道大巷、东翼回风大巷、东翼运输大巷)位于矿井东部,由原东翼三条大巷生根至矿井边界附近,顺矿井边界穿aF1断层∠60~70°H=260~310m和五沟杨柳断层∠65~75°H=140~325m,5‰上山施工。
大巷外段(方位N50°)施工层位位于32煤顶板约78~145m,里段(方位N114°)施工层位变化较大,aF1断层前位于32煤顶板约170m,aF1断层后位于32煤底板约125m,局部受断层影响将揭露32煤,穿五沟杨柳断层后层位位于10煤顶板约10m。
东翼轨道大巷标高-740.5m~-723.6m,长约3377m,东翼回风大巷标高-740.5m~-710.6m,长约3481m,东翼运输大巷标高-740.5m~-722.2m,长约3446m。
东翼大巷施工期间主要受煤层顶底板砂岩裂隙水和断层水影响。
其中aF1和五沟杨柳断层为大型断层,落差较大,掘进施工期间影响较大。
据2017-D5孔对aF1断层破碎带抽水试验资料:q=0.00016L/(s.m),k=0.000198m/d,富水性弱。
103采区大巷穿aF1断层期间也无水文地质异常,由此说明aF1断层富水性弱、导水性差。
2 东翼大巷穿aF1断层综合治理方案2.1 巷道穿aF1断层情况分析aF1断层为正断层,倾角约60~70°,落差260~310m,断层面较为破碎。
一井下探放老空水技术要求1.老空水探放原则对于采掘工作面受老空水害影响的矿井,应当坚持“预测预报、探掘分离、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则进行探放水。
除了要遵循上述原则外,探放老空水还应遵循以下具体原则:(1)主动探放的原则。
当老空区上方(地面或井下)不存在重要建筑物、老空水与地表水体及煤系含水层水力联系不密切,老空积水体压覆的大量煤炭资源急待开采时,应采取主动探放原则,将该部分老空区积水疏干,以彻底解除水患。
(2)先隔离后探放的原则。
包括两种情况:一是老空区水与地表水有密切水力联系,接受降水和地表水补给;或老空区的积水量大,不易疏干。
为避免矿井增加长期排水费用,应先设法隔断老空积水补给源或减少老空区补给水量,然后再进行探放水。
二是煤层松散或节理发育,采掘工作已邻近积水区,直接探放水有安全隐患时,应先修筑隔水墙,并预埋套管,在墙外进行探放水。
如果隔断老空区补给水源有困难而无法进行有效的疏放,必须留设防水煤(岩)柱,与生产区隔开,待条件成熟后再进行处理。
(3)先降压后探放的原则。
对水量大、水压高的老空积水区,—3—应本着从高处向低处分段、逐步探放的原则,降低老空区水压;或先从煤层顶底板岩层打放水钻孔,把水压降至安全值后,然后再沿煤层打探水钻孔。
(4)先堵后探放的原则。
当老空区积水与强含水层水或其他水体存在密切的水力联系,且补给量较大时,应先封堵老空水与其他水体的水力联系通道,然后再进行探放水。
2.老空水“三线”当采掘工作面接近老空积水区时,为防止老空水透水,确保采掘工作和人身安全,需将老空积水区的积水围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上。
经过分析划出三条界线,即积水线、探水线、和警戒线,简称“三线”(图1)。
图1积水线、探水线和警戒线示意图1—积水线(采空边界);2—探水线;3—警戒线积水线:即老空区、小窑采空区的积水围。
是根据地质调查、物探、钻探等探查结果圈定的老空积水边界线。
探水线:根据积水区的位置、围、地质及水文地质条件及—4—其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定。
底板灰岩水地面超前区域探查治理方法研究摘要:煤矿开采中灰岩水地面区域探查、治理工程是个新课题,采用传统的井下钻探方法对断层的探查与治理难度较大,耗时长,并且危险性大。
底板灰岩水地面超前区域探查治理技术是近灰岩水害防治新技术,该技术具有诸多优点,如探查治理时间超前、、水害隐患整体消除效果好等,该项技术值得同行借鉴。
关键词:灰岩水;区域探查;技术路线;方案新集二矿1煤组属底板灰岩承压水上开采,开采受底板灰岩水威胁,同时隐伏垂向导水通道导通奥灰水也是制约1煤组安全开采重要因素;但受煤系地层上覆巨厚推覆体片麻岩和寒武系地层高屏蔽影响,地面三维地震勘探效果差,未能起到探明隐伏垂向导水通道的作用。
因此,按照上级规定采取超前区域探查治理措施。
1 进行超前区域探查治理的必要性和可行性1.1 超前区域探查治理的必要性淮南矿区1煤组底板奥灰和寒灰为区域强含水层,若存在垂向导水通道,可造成突水。
周边矿井存在或已揭露导水陷落柱,且发生过井巷工程接近陷落柱造成突水淹井事故。
因此,垂向导水通道的发育严重制约矿区1煤组安全开采。
上世纪末新集二矿虽然开展了三维地震勘探,但早期的三维地震勘探不能进行二次精细解释,地面已不具备高精度三维地震勘探条件,未能起到探明隐伏垂向导水通道的作用。
因此,垂向导(含)水通道查治制约了矿井1煤组的安全开采。
1.2 超前区域探查治理的可行性地面超前区域探查治理技术原理:地面水平定向分支顺层钻探是指从地面垂直开孔,以一定的角度在目标层位灰岩中顺层钻进的技术,一般通过一个地面主孔施工多个定向分支钻孔,控制灰岩注浆改造范围,达到区域注浆改造的目的。
地面超前区域探查治理技术不仅在河北、河南等地成功应用,更重要的是成功应用于新集二矿2201、2301采区,根据实践结论,该技术符合矿井地质及水文地质情况,采用地面顺层钻孔进行超前区域探查治理技术能查明陷落柱及垂向隐伏导(含)水构造,有效防范煤层底板奥灰水向工作面突水的风险。
附件1:“一通三防”重点管控规定一、防突第一条新水平、新采区设计前必须进行突出危险性评估(开拓前预测),用于指导水平、采区设计及石门揭煤工作;突出煤层新水平、新采区首采面回采巷道作业前必须完成开拓后预测。
第二条瓦斯参数测定。
瓦斯参数测定是瓦斯治理的基础和难点,必须做到“前瞻、规范、准确、够用”。
(一)前瞻。
垂深每增加50m、走向300m至少测定一组煤层瓦斯压力、瓦斯含量等突出参数;按要求测定煤层透气性系数和钻孔抽采(卸压)半径抽采参数及煤的工业分析指标。
开拓工程具备条件,必须及时测定参数。
(二)规范。
严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》、《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》两个标准。
同一地点必须直接测定瓦斯压力、瓦斯含量,并间接计算煤层瓦斯含量,两种指标相互验证。
同一测点必须布置两个测压钻孔,瓦斯压力取最大值为测定结果。
(三)准确。
直接测定煤层瓦斯压力,钻孔要避开断层、地勘等钻孔见煤点等。
测压钻孔必须采用高压注浆措施,消除渗漏影响;建立瓦斯压力测定、观测台账,装表测压初期每天至少观测3次;绘制压力曲线,压力稳定后现场拆表确认,矿总工程师对测压资料审核。
直接测定煤层瓦斯含量,软煤优先采用孔口接渣,井下取样时间原则上不超过5分钟;从井下取样开始至地面破碎解吸结束,时间不得超过12小时。
(四)够用。
开采煤层每一地质单元内,沿走向布置测试点不少于2个,沿倾向不少于3个,并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。
要及时分析、利用瓦斯参数,为科学、合理瓦斯治理设计提供依据。
第三条坚持“全资源、大联合、盯重点、利治灾”设计原则。
(一)突出矿井必须优先开采保护层。
(二)矿井运输、轨道、回风大巷及采区上山等主要巷道必须布置在岩层或非突出煤层中。
底(顶)板瓦斯抽采巷等岩石巷道距离突出煤层的最小法向距离不得小于20m。
(三)避免应力集中区,突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。
突出煤层沿空掘进净煤柱留设不得大于3m(受巨厚火成岩影响的沿空掘进不得大于5m)。
滑坡勘察钻孔布置原则1. 引言滑坡是指由于地质、地形、气候等因素引起的地表土壤和岩石的失稳而发生的地质灾害。
滑坡勘察是为了了解滑坡的成因、规模、活动性以及对周围环境的影响等,从而为滑坡防治提供科学依据。
钻孔是滑坡勘察中最常用的手段之一,通过钻孔可以获取地下土壤和岩石的物理性质、结构特征以及水文地质信息。
本文将介绍滑坡勘察钻孔布置的原则。
2. 勘察钻孔布置原则2.1 基本原则滑坡勘察钻孔布置应遵循以下基本原则:•全面性:钻孔应覆盖滑坡的整个范围,包括滑坡的头部、滑体、滑床以及滑坡周边地区。
钻孔布置应能够提供滑坡的全面信息,以便准确地判断滑坡的性质和演化过程。
•随机性:钻孔布置应具有一定的随机性,以避免人为因素对勘察结果的影响。
随机布置的钻孔能够更好地反映滑坡的整体情况,提高勘察结果的可靠性。
•补充性:钻孔应根据勘察需要进行布置,以补充其他勘察手段无法获取的信息。
例如,在滑坡的关键部位或存在重要地质构造的地方进行钻孔,以获取更详细的地质信息。
2.2 布置原则钻孔布置应根据滑坡的特点和勘察目的来确定,下面是一些常用的布置原则:•剖面布置原则:根据滑坡的形态特征,将钻孔布置在滑坡剖面上,以了解滑坡的结构特征和土体性质的变化。
通常在滑坡的头部、滑体和滑床等关键部位进行钻孔布置。
•网格布置原则:将滑坡区域划分为若干个网格,每个网格内布置一个或多个钻孔。
通过网格布置可以全面地了解滑坡的整体情况,揭示滑坡的内部结构和变形特征。
•代表性布置原则:根据滑坡的类型和规模选择代表性的钻孔位置。
例如,在活动性滑坡中选择位于滑体前缘、滑体中部和滑体后缘的钻孔,以了解滑坡的活动性和变形特征。
•补充布置原则:根据其他勘察手段的结果进行钻孔布置,以补充勘察信息。
例如,通过地震勘探或地电勘探确定滑坡的潜在滑带位置,并在该位置进行钻孔,以了解滑带的性质和特征。
2.3 钻孔密度钻孔密度是指在单位面积或单位长度上布置的钻孔数量。
钻孔密度的确定应根据滑坡的类型、规模、复杂程度以及勘察目的来确定。
临汾市人民政府办公厅关于转发市煤炭工业局临汾市煤矿老空水害防治工作方案的通知文章属性•【制定机关】临汾市人民政府办公厅•【公布日期】2017.06.19•【字号】临政办发〔2017〕50号•【施行日期】2017.06.19•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】正文临汾市人民政府办公厅关于转发市煤炭工业局临汾市煤矿老空水害防治工作方案的通知临政办发〔2017〕50号各相关县、市、区人民政府,市直有关部门:由市煤炭工业局拟订的《临汾市煤矿老空水害防治工作方案》已经市人民政府同意,现转发给你们,请认真贯彻执行。
临汾市人民政府办公厅2017年6月19日(此件公开发布)临汾市煤矿老空水害防治工作方案市煤炭工业局为认真贯彻落实山西省人民政府办公厅《关于印发山西省煤矿老空水害防治工作规定的通知》(晋政办发〔2017〕36号)、山西煤矿安全监察局山西省煤炭工业厅《关于印发〈井下探放老空水技术要求〉〈井下老空水探查物探技术指引〉的通知》(晋煤监政法〔2017〕116号)和山西省煤炭工业厅《关于全面推行煤矿防治水分区管理进一步加强防治水工作的通知》(晋煤行发〔2017〕128号)等文件精神,结合我市地方煤矿存在的老空积水“两多(存在老空积水的矿井多、老空积水区个数多)、两大(老空积水范围面积大、老空积水量大)、一重(老空水危害严重)”和专业技术人员少、防治经验不足的现状和问题,将从组织体系、技术体系、制度体系、保障体系等方面采取“四位一体”的方法防治煤矿老空水害,从而全面提升我市煤矿防治水工作水平和水害治理能力,确保全市安全生产形势持续好转。
一、全市煤矿老空水现状根据2016年12月编制的《临汾市地方煤矿采空区及积水范围勘查与水害综合防治总体规划报告》统计结果,临汾市目前生产和在建的42座地方煤矿共有老空积水区806处,积水区总面积38平方公里,估算积水总量约为2239万m3,积水量大于5000m3的老空区455处。
地测防治水专业知识题库必知必会一、单选题(100题)1、煤层顶底板砂岩裂隙水是工作面活动时的直接充水水源。
砂岩属于()。
A、生物岩类B、化学岩类C、粘土岩类D、碎屑岩类标准答案:D2、下列哪种不是储量增减的处理方式()。
A、储量的转出B、呆滞C、储量的转入D、注销标准答案:B3、地下水的温度与埋藏深度有关,在恒温带以下的水温,则随着深度的加大而逐渐升高,其变化规律决定于地区的地热增温梯度,即地温梯度,正常地温区地温梯度小于或等于()。
A、2.5℃/100mB、3℃/100mC、2℃/100mD、1.5℃/100m标准答案:B4、岩溶发育必须具备的基本条件:有可溶性岩层、有裂隙而透水、水有溶蚀性、水在岩层中是流动的。
以下()不是可溶性岩石。
A、砂岩B、石膏C、石灰岩D、岩盐标准答案:A5、因受陷落柱影响而留设煤柱造成的煤炭资源损失,按发生的原因应为()损失。
A、不合理B、永久煤柱C、落煤D、地质及水文地质标准答案:D6、井田内所有钻孔必须全部标注在()平面图上,建立台帐。
A、工业广场B、排水系统C、通风系统D、采掘工程标准答案:D7、地震勘探是()。
A、沿着地面或水面进行地震勘探工作的路线B、对地下界面同一点的重复观测的次数C、激发点与接收点的相互位置关系D、用人工产生地震,借助地震波研究地下地质构造的方法标准答案:D8、根据《关于规范地面钻孔(井)现场监管的通知》要求:地面各类钻孔施工期间,每孔每周现场督查不少于()次,关键工序节点随时到场,记录监管情况并现场留影备查。
A、1B、2C、3D、4;标准答案:A9、煤矿地质类型每()年应当重新确定。
煤矿发生突水、煤层发生瓦斯突出等地质条件变化时,应当在1年内重新进行地质类型划分。
A、3B、4C、5D、2标准答案:C10、《关于2019年地质保障和防治水工作的实施意见》中要求:加强超前地质探查,近煤层岩巷掘进超前探查钻孔与煤(岩)层夹角原则上不小于(),每组测斜钻孔数比例不小于50%,准确控制层位。
透水预兆:挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、水色发浑,有臭味、工作面有害气体增加、裂隙出现渗水等。
第一节顶板水防治第六十二条当煤层(组)顶板导水裂隙带范围内的含水层或者其他水体影响采掘安全时,应当采用超前疏放、注浆改造含水层、帷幕注浆、充填开采或者限制采高等方法,消除威胁后,方可进行采掘活动。
第六十三条采取超前疏放措施对含水层进行区域疏放水的,应当综合分析导水裂隙带发育高度、顶板含水层富水性,进行专门水文地质勘探和试验,开展可疏性评价。
根据评价成果,编制区域疏放水方案,由煤炭企业总工程师审批。
第六十四条采取注浆改造顶板含水层的,必须制定方案,经煤炭企业总工程师审批后实施,确保开采后导水裂隙带波及范围内含水层改造成弱含水层或者隔水层。
第六十五条采取充填开采、限制采高等措施控制导水裂隙带高度的,必须制定方案,经煤炭企业总工程师审批后实施,确保导水裂隙带不波及含水层。
第六十六条疏干(降)开采半固结或者较松散的古近系、新近系、第四系含水层覆盖的煤层时,开采前应当遵守下列规定:(一)查明流砂层的埋藏分布条件,研究其相变及成因类型;(二)查明流砂层的富水性、水理性质,预计涌水量和评价可疏干(降)性,建立水文动态观测网,观测疏干(降)速度和疏干(降)半径;(三)在疏干(降)开采试验中,应当观测研究导水裂隙带发育高度,水砂分离方法、跑砂休止角,巷道开口时溃水溃砂的最小垂直距离,钻孔超前探放水安全距离等;(四)研究对溃水溃砂引起地面塌陷的预测及处理方法。
第六十七条被富水性强的松散含水层覆盖的缓倾斜煤层,需要疏干(降)开采时,应当进行专门水文地质勘探或者补充勘探,根据勘探成果确定疏干(降)地段、制定疏干(降)方案,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。
第六十八条矿井疏干(降)开采可以应用“三图双预测法”进行顶板水害分区评价和预测。
有条件的矿井可以应用数值模拟技术,进行导水裂隙带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和预测;观测研究多煤层开采后导水裂隙带综合发育高度。
一、方案背景为确保施工现场安全生产,防止因孔洞临边防护不到位导致的事故发生,根据我国相关安全生产法律法规和行业标准,结合施工现场实际情况,特制定本专项整治方案。
二、整治目标1. 全面排查施工现场孔洞临边安全隐患,消除事故隐患。
2. 加强施工现场孔洞临边防护措施,确保施工安全。
3. 提高施工现场安全管理水平,降低安全事故发生率。
三、整治范围本方案适用于施工现场所有孔洞临边,包括但不限于以下类型:1. 施工洞口:如地下室洞口、楼板洞口、楼梯口等。
2. 设备洞口:如通风井、管道井、电缆井等。
3. 施工临时洞口:如临时通道、材料堆场等。
四、整治内容1. 安全隐患排查:- 对施工现场所有孔洞临边进行全面排查,重点检查防护设施是否完善、可靠。
- 检查是否存在防护设施缺失、损坏、移位等问题。
- 检查施工现场是否存在违规操作,如未经允许擅自拆除防护设施等。
2. 防护措施落实:- 对存在安全隐患的孔洞临边,立即采取整改措施,确保防护设施完善、可靠。
- 对未设置防护设施的孔洞临边,按照规定及时设置防护设施。
- 加强施工现场安全管理,严禁违规操作,确保施工安全。
3. 宣传教育:- 加强对施工现场管理人员和施工人员的安全生产教育培训,提高安全意识。
- 定期开展安全生产知识宣传,提高施工现场安全管理水平。
五、整治措施1. 责任落实:- 施工单位应成立专项整治工作领导小组,明确责任分工,确保整治工作落实到位。
- 施工单位应建立健全施工现场安全生产管理制度,明确安全生产责任。
2. 排查整治:- 施工单位应定期对施工现场孔洞临边进行排查,发现问题及时整改。
- 对存在安全隐患的孔洞临边,应立即采取措施进行整改,确保施工安全。
3. 监督检查:- 施工单位应定期开展自查自纠,确保整治工作取得实效。
- 各级安全生产监管部门应加强对施工现场的监督检查,对存在违法违规行为的,依法予以查处。
六、实施时间本专项整治方案自发布之日起实施,为期三个月。
第33卷5期2021年5月Vol.33No.5May.2021中国煤炭地质COAL GEOLOGY OF CHINAdoi:10.3969/j.issn.1674-1803.2021.05.12文章编号:1674-1803(2021)05-0058-03封闭不良钻孔的井上下综合探查和治理刘基(中煤科工集团西安研究院有限公司,西安710054)摘要:封闭不良钻孔可能沟通煤层顶底板含水层,使其成为煤层的直接充水水源,从而影响煤矿的安全生产。
为了消除封闭不良钻孔的威胁,预防水害事故的发生,介绍了井上的地面启封技术,提出了井下的“包围式”钻探工作探查治理措施。
结果表明,在地面启封工作无法完成的情况下,井下的钻探探查工作效果显著,可大致圈定封闭不良钻孔的范围以及探明钻孔周边的富水异常区,为之后的注浆治理工作提供了依据。
关键词:封闭不良钻孔;地面启封;井下“包围式”钻探探査;注浆治理中图分类号:P634.5;TD745文献标识码:ASurface and Underground Integrated Detection and Governance for Undesirable Sealed BoreholesLiu Ji(Xi'an Research Institute,China Coal Technology and Engineering Group,Xi'an,Shaanxi710054)Abstract:Undesirable sealed boreholes may communicate with coal roof and floor aquifers;thus make them immediate water filling sources and impact coalmine safety in production.To eliminate the threat from undesirable sealed boreholes,prevent water hazard accidents,the paper has introduced surface unsealing technology,proposed underground u encircled M drilling detection and governance measures.The result has shown that in case of surface unsealing unable to complete,while underground drilling detection effect is remarkable thus can roughly delineate undesirable sealed boreholes distribution range and identify borehole periphery water-rich anomalous zone,thereof provide basis for grouting governance afterwards.Keywords:undesirable sealed borehole;surface unsealing;underground u encircled w drilling detection;grouting governance0引言矿区在不同阶段的地质勘察过程中需要施工大量不同孔深的钻孔,有部分钻孔在施工结束后封闭时,因封堵材料量不足,或深孔封堵技术不够,出现事故遗留钻具,后期技术验收不达标等诸多要素造成封孔不合格,形成“表面封闭”了的不良钻孔,简称封闭不良钻孔。
36STATE-OWNED ASSETS OF SHANDONG邱集煤矿防治水地面区域治理现场□ 通讯员 崔鑫地处德州南部齐河县境内的山东能源临矿集团邱集煤矿近日传来好消息:截至目前,该矿累计施工钻孔40余组,完成治理面积2.0平方公里,解放优质资源储量1700万吨。
2020年1-12月,商品煤产量、营业收入同比分别增长46.5%、47.6%,利润同比增长90%以上,一举扭转邱集煤矿长期以来亏损、微利的被动局面,实现了安全开采、效益开采和可持续开采。
邱集煤矿下组煤的成功开采,破解了双重灰岩承压水威胁煤层开采的世界性难题,闯出了黄河北煤田下组煤开发的新路子,为国内同类矿井开采提供了有益借鉴和可行样本。
艰难抉择,历经坎坷志不移黄河北煤田有着百亿余吨的储量,早在1978年就开始筹建的邱集煤矿,下组煤储量近2亿吨,但是由于受顶板四五灰、底板徐奥灰岩溶承压水威胁,筹建过程一波三折,直到2003年12月才建成投产。
2004年,临矿集团接管邱集煤矿后,把治水作为重中之重。
同年,开始施工地面首个水文观测孔。
2005年,与中煤科工集团西安院合作进行矿井四五灰放水试验。
2006年,11煤石门距四五灰垂距5.5米处发生底板突水。
由于突水通道难以查清,于2007年施工挡水墙进行了封闭。
初试宣告失败。
执着不屈的临矿人没有被困难和失败吓倒,攻克下组煤的信念矢志不移。
为了邱集矿的未来,物探、钻探、注浆、放水试验的节奏始终不乱,探索攻坚的脚步依然铿锵。
然而,由于受装备、技术水平等方面的制约,11煤注浆改造工程始终没有获得突破。
寒来暑往,几经周折,个中滋味只有邱煤人的体会最深。
攻克世界性“水患”难题,获取下组煤开采密钥——邱集煤矿:绝境“智”取优质煤几度风雨,几度春秋。
2016年上半年,邱煤煤矿到了生死边缘,经济可采储量已不足50万吨,并被列入“僵尸企业”。
如不尽快在下组煤治水上取得突破、释放储量,矿井将被关停。
经过探测发现,11层煤平均厚度2米以上,地质储量在6000万吨以上,是优质的炼焦配煤,热量是气肥煤的近两倍,经济价值可观。
煤矿防治水细则第一章总则第一条为了加强煤矿防治水工作,防止和减少事故,保障职工生命安全和健康,根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》和《煤矿安全规程》等,制定本细则。
第二条煤炭企业、煤矿和有关单位的防治水工作,适用本细则。
第三条煤矿防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,根据不同水文地质条件,采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。
煤矿必须落实防治水的主体责任,推进防治水工作由过程治理向源头预防、局部治理向区域治理、井下治理向井上下结合治理、措施防范向工程治理、治水为主向治保结合的转变,构建理念先进、基础扎实、勘探清楚、科技攻关、综合治理、效果评价、应急处置的防治水工作体系。
第四条煤炭企业、煤矿的主要负责人(法定代表人、实际控制人,下同)是本单位防治水工作的第一责任人,总工程师(技术负责人,下同)负责防治水的技术管理工作。
第五条煤矿应当根据本单位的水害情况,配备满足工作需要的防治水专业技术人员,配齐专用的探放水设备,建立专门的探放水作业队伍,储备必要的水害抢险救灾设备和物资。
水文地质类型复杂、极复杂的煤矿,还应当设立专门的防治水机构、配备防治水副总工程师。
第六条煤炭企业、煤矿应当结合本单位实际情况建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、探放水制度、重大水患停产撤人制度以及应急处置制度等。
煤矿主要负责人必须赋予调度员、安检员、井下带班人员、班组长等相关人员紧急撒人的权力,发现突水(透水、溃水,下同)征兆、极端天气可能导致淹井等重大险情,立即撒出所有受水患威胁地点的人员,在原因未查清、隐患未排除之前,不得进行任何采掘活动。
第七条煤炭企业、煤矿应当编制本单位防治水中长期规划(5年)和年度计划,并组织实施。
煤矿防治水应当做到“一矿一策、一面一策”,确保安全技术措施的科学性、针对性和有效性。
煤矿水害防治第3部分:地面区域治理1 范围本文件规定了煤矿底板承压水地面区域治理的技术路线、水文地质条件分析、区域超前探查治理、效果验证和安全评价。
本文件适用于开采煤层底板存在隐伏导水构造,或者受富水性中等、强底板含水层威胁,需进行地面区域超前探查治理的矿井。
2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
地面区域治理 surface regional control在地面施工定向多分支钻孔,对一定区域内的煤层底板含水层或者隔水层进行超前探查与注浆治理,封堵煤层底板与下伏含水层间的导水通道,增强隔水层阻水能力或改造含水层富水性的技术。
随钻测井 logging while drilling随钻测量钻孔轨迹参数、工具面角和地质参数,对地层特性进行评价。
钻井液 drilling fluid钻井过程中用以携带和悬浮钻屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻探与钻具、传递流体动力等多种功能满足钻井需要的各种循环流体的总称。
钻时 drilling time钻进单位进尺所用的时间。
套管试压 casing pressure test为检验套管的强度和螺纹的密封性,在固井后对钻孔中的套管柱进行试压的作业。
自然伽马测井 natural gamma-ray logging;沿孔壁测量岩层的自然伽马射线强度,以研究岩层划分和地层对比的测井方法。
[来源:GB/T 15663.1-2008,11.31,有修改]4 技术路线1水文地质条件分析,区域超前探查治理,效果验证与安全评价。
5 水文地质条件分析根据物探、钻探成果和生产揭露资料,分析矿井太灰含水层、奥灰含水层水文地质特征,评价太灰、奥灰含水层富水性及其水力联系,断层及开采煤层底板隐伏构造发育情况及其导(富)水性,提出水害防治方案。
6 区域超前探查治理设计说明书a)区域探查治理工程概况,包括项目来源、治理范围、治理可行性和必要性,水文地质条件分析、综合治理思路、治理目的层位、预期目标;b)治理工程方案设计,包括地面主孔、分支孔、检验孔布置,工程量与工期,检验和评价方法。
煤矿探放水钻孔布置1. 引言随着煤炭开采的不断深入,煤矿探放水钻孔布置成为了矿山水文地质勘探的重要环节。
合理的布置和设计钻孔位置,对于煤矿的生产安全和环境保护具有重大意义。
本文将介绍煤矿探放水钻孔的布置原则和方法。
2. 布置原则在进行探放水钻孔布置时,应考虑以下原则:2.1 安全原则探放水钻孔的布置应遵循煤矿安全生产的要求,确保矿井内部的稳定和安全。
避免钻孔与矿井巷道、支护等设施相冲突,减少事故风险。
2.2 高效原则合理布置钻孔位置,最大程度地降低钻孔数量,提高勘探效率。
避免重复布置钻孔,减少不必要的工作量和资源消耗。
2.3 环保原则在布置钻孔位置时,应考虑周边环境的保护和恢复。
避免对地下水、地表水和生态环境的影响,减少环境污染风险。
3. 布置方法3.1 地质调查在进行探放水钻孔布置前,需要进行详细的地质调查,全面了解勘探区域的地质条件。
通过地质勘探数据的收集和分析,确定煤层、岩层、水文地质特征等信息。
3.2 孔网布置根据地质调查结果,结合煤矿的具体情况和水文地质条件,确定探放水孔网的具体布置。
孔网布置可以分为探放水孔网和补偿水孔网。
3.2.1 探放水孔网布置探放水孔网布置的目的是有效地探测煤层水情况,为煤矿的生产安全提供依据。
在布置探放水孔网时,应注意以下原则:•布置位置应覆盖整个矿区,以保证全面了解矿区水情;•钻孔密度应根据地质条件和煤层水情况进行合理确定;•优先布置在煤层底板和顶板,以及易涌水地段;•钻孔间距应根据地质条件和煤层水情况进行合理确定。
3.2.2 补偿水孔网布置补偿水孔网布置的目的是为了保持矿井周边地下水位的平衡,防止发生因排水而引起的地质灾害。
在布置补偿水孔网时,应注意以下原则:•布置位置应覆盖矿井附近的地下水体系;•钻孔密度应根据地质条件和地下水位变动情况进行合理确定;•钻孔应布置在矿井附近的活动断裂带、岩溶裂隙带等易发生地质灾害的区域;•钻孔间距应根据地质条件和地下水位变动情况进行合理确定。
浅析地面区域治理技术在煤层底板灰岩水害防治中的应用摘要:近年来华北型煤田底板灰岩水通过垂向隐伏导水通道导通工作面造成突水淹井、淹面等水害事故发生,对底板灰岩垂向隐伏导水通道的探查治理的先进理念及成熟的技术逐渐形成。
新集二矿随着开采深度不断增加,下组煤层开采受到底板岩溶高承压水害严重威胁,采用地面施工定向顺层分支钻孔对煤层底板灰岩水害超前地面区域治理正在实施,针对底板灰岩中垂向隐伏导水通道的探查治理,选择合适的关键目标层位及合理的钻孔布置参数等,逐渐摸索出适合底板灰岩富水性弱矿井的探查治理方法。
关键词:垂向隐伏导水通道、富水性弱、关键目标层位、定向顺层分支钻孔、钻孔布置方案引言中煤新集二矿是有着30年开采历史的大中型矿井,矿井地质类型极复杂、水文地质类型复杂。
主采煤层6层,分别为二叠系上部石盒子组的13-1、11-2、8、6-1煤及下部山西组的1上煤和1煤(简称1煤组)。
截止目前生产水平的上组煤层已基本回采结束,1煤组已安全回采15个工作面,采出煤量982万吨。
未来十年采场主要集中在山西组的1上和1煤层,且1煤组煤质更优,为低~中灰、特低硫、磷,富焦油、中~高发热量的1/3焦煤,为井田稳定可采煤层,1煤组计划产量2534.5万吨,占比76.9%。
而1煤组底板距石炭系太原组灰岩间距13.9~22.1m,平均17.3m,属底板灰岩高承压含水层上开采。
随着矿井开采深度的增加,底板灰岩水是1煤组开采的主要水害威胁。
近年来随着底板灰岩水害治理先进理念的引领,矿井底板灰岩水害防治先进技术的推广应用,新集二矿结合矿井特殊的地质及水文地质条件积极采用地面施工定向顺层分支钻孔实施煤层底板灰岩水害超前地面区域治理工程。
基于实践,本文主要对地面区域治理关键目标层位选择及钻孔布置参数等技术参数及指标进行深入探讨和分析。
1 矿井地质及水文地质概况1.1矿井地质概况矿井位于淮南复向斜谢桥向斜南翼,含煤地层为近东西走向的单斜构造,倾向北。
超前钻探工程精细化管理规范1工程设计精细化1.1工程设计流程1.1.1由地测部门负责收集现场及周围地质资料,进行综合分析、评价,提出超前钻探目的和任务。
1.1.2根据巷道实际揭露情况和综合资料分析,提出超前钻探方案,进行平面、剖面布孔设计,并计算钻孔参数,形成超前钻探工程设计。
1.1.3编制完成后,由地测副总负责组织地测科、生产科、安监科、机电科、调度室等有关科室进行审批,提出修改意见,然后编制人员对设计进行修改和完善。
1.1.4完善后的设计方案报总工程师签批,发送施工单位,由施工区队编制作业规程或安全技术措施后开始组织施工(超前钻探工程设计流程见图2-1-1)。
责任人矿总工程师地测科(生产科)钻探队(探防队)流程顺序收集巷道周围地质资料根据物探、巷道揭露的地质、水文地质信息资料综合分析平面布孔设计、参数副总组织会审计算,形成超前钻探工程设计根据会审意见修改完善设计下发施工单位总工批准根据设计编制超前钻探作业规程或安全技术措施图 2-1-1超前钻探工程设计流程图1.2工程设计原则1.2.1以查明隐蔽致灾因素、超前预防为原则,凡是高突矿井、水文条件复杂矿井、兼并重组矿井、地质条件不清的、水害威胁区域等都要进行超前钻探。
1.2.2探查范围要消除巷道前方安全距离内三维空间的地质构造、水害威胁、煤、岩层位变化情况及其它相关地质资料。
1.2.3钻孔数量要根据探查目的有针对性的设计,以不留盲区、保证巷道安全施工为原则,钻孔在平面上呈放射状展布,在剖面上长短结合。
1.2.4根据巷道施工进度和探查周期确定超前距,岩巷掘进工作面必须确保至少20m的超前距,煤巷掘进工作面至少30m的超前距。
1.2.5 施工巷道周围进行过巷探,煤层及构造控制可靠的,经评价安全无误揭构造或煤层时可以不施工超前钻探,二层煤巷掘进工作面可以不施工超前钻探(探放水工程例外)。
1.3工程设计内容1.3.1分析施工地区的采掘工程状况及地质、水文地质条件,明确超前钻探目的及任务。
国家矿山安全监察局关于加强煤与瓦斯突出防治工作的通知文章属性•【制定机关】国家矿山安全监察局•【公布日期】2022.04.13•【文号】矿安〔2022〕68号•【施行日期】2022.04.13•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】能源安全监管正文国家矿山安全监察局关于加强煤与瓦斯突出防治工作的通知矿安〔2022〕68号各产煤省、自治区及新疆生产建设兵团煤矿安全监管部门,国家矿山安全监察局各省级局,有关中央企业:近两年来,贵州、云南、山西、陕西、黑龙江、河南等省共发生8起突出事故,造成44人死亡。
2022年3月2日,贵州省清镇市利民煤矿发生一起突出事故,造成8人死亡、13人受伤;3月15日,云南省富源县平庆煤矿发生一起突出事故,造成1人死亡、97人涉险。
为认真贯彻落实习近平总书记关于安全生产重要指示精神,深刻吸取事故教训,坚持“瓦斯零超限、煤层零突出”目标管理,坚决防范和遏制新的煤与瓦斯突出事故,根据《安全生产法》《煤矿安全规程》《防治煤与瓦斯突出细则》等有关规定,现就加强煤与瓦斯突出防治工作通知如下。
一、强化突出危险性鉴定工作煤层突出危险性鉴定应按《防治煤与瓦斯突出细则》第十一条、第十三条进行,煤矿对鉴定资料的真实性负责,鉴定机构对鉴定结果负责,煤矿可自行认定突出煤层,并报省级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门和矿山安全监察机构。
煤矿不如实记录瓦斯动力现象及突出预兆、该升级不升级的,要依法责令停产整顿。
煤矿和鉴定机构弄虚作假,降低瓦斯等级的,要依据《刑法修正案(十一)》移送司法机关。
二、强化防突机构人员配备和考核煤与瓦斯突出矿井(以下简称突出矿井)的上级公司至少配备2名及以上防突专业技术人员;大型突出矿井或者有6个及以上突出煤层采掘工作面同时作业的矿井至少配备4名防突专业技术人员,其他突出矿井至少配备3名防突专业技术人员。
煤矿安全监管监察部门要坚持“逢查必考”,对突出矿井检查时要对矿长、总工程师等安全管理人员,专业技术人员,防突作业、突出煤层采掘作业人员进行考试。
路面打孔排污方案1. 简介在城市交通拥堵的情况下,车辆排放的废气和道路表面的污染物对空气质量和人体健康造成了严重威胁。
为了改善空气质量,减少污染物的排放,采取有效的路面打孔排污方案是非常必要的。
2. 路面打孔排污技术的原理路面打孔排污技术是通过在道路表面打孔,制造排水通道,将雨水、积水和污染物引流到专门的处理设施中进行处理,从而达到减少污染物排放的目的。
3. 路面打孔排污方案的优势•减少污染物排放:通过打孔排污,可以将路面积水中的污染物有效地截留并排除,减少污染物进入大气和土壤的可能性。
•改善道路排水性能:打孔可以提高道路的排水性能,避免积水对交通和道路使用的影响。
•降低雨水径流量:打孔排污可以减少雨水径流量,缓解城市排水系统的压力,防止城市内涝的发生。
4. 路面打孔排污方案的实施步骤1.选择合适的区域:根据道路的特点和交通流量,选择适合进行打孔排污的区域。
2.设计排水系统:根据道路的坡度和地形情况,设计合理的排水系统,包括打孔位置、孔径和排水管道等。
3.打孔施工:使用专用设备对道路表面进行打孔施工,保证孔径和排列均匀。
4.安装排水管道:将排水管道与打孔孔径连接起来,确保污水能够顺利排出。
5.检查和维护:定期检查排水系统的状况,进行必要的维护和清理工作,确保排水畅通。
5. 需注意的问题•打孔位置选择:需要避开地下管线和电缆等重要设施,以免影响正常使用。
•孔径大小选择:孔径过小会导致排水不畅,孔径过大则可能影响道路的稳定性。
•排水管道的连接:确保排水管道的连接牢固,防止漏水和破损。
6. 路面打孔排污方案的应用案例在不同城市和道路中,都有应用路面打孔排污方案的案例。
例如,在某市区道路上实施了路面打孔排污方案后,道路积水问题得到明显缓解,道路通行更加顺畅,空气质量也有了明显改善。
7. 结论路面打孔排污方案是一种有效的减少污染物排放的技术,可以改善道路排水性能,降低雨水径流量,并改善空气质量。
在实施过程中,需要根据具体情况选择合适的打孔位置和孔径,并进行定期检查和维护。
地面区域探查、治理钻孔布设优化
摘要:煤矿开采中灰岩水地面区域探查、治理工程是个新课题,底板灰岩水地面超前区域探查治理技术是近灰岩水害防治新技术,该技术具有诸多优点,比如具有探查面积大、钻孔轨迹精度高、施工安全、不受场地地形环境影响、可超前探查不受开采进度影响、水害隐患整体消除效果好等等优点。
顺层多分支水平孔钻探技术在地面区域超前探查与治理水害的方法得到了广泛应用,该项技术值得同行借鉴。
关键词:区域探查;钻孔布设;实施;效果
淮南矿区A组煤受底板灰岩水害威胁,为实现的工作面安全回采,需要在采掘活动前进行地面区域探查治理。
地面定向分支水平钻孔,在地面钻凿直孔,然后在适当深度进行定向造斜,最后在一定深度形成定向水平钻孔群,见图1。
地面钻孔具有探查面积大、钻孔轨迹精度高、施工安全、不受场地地形环境影响、可超前探查不受开采进度影响等优点。
顺层多分支水平孔钻探技术在地面区域超前探查与治理水害的方法得到了广泛应用。
图1 地面区域探查、、治理钻孔布设
1问题的提出
矿井水害一直以来是两淮煤田的重大灾害之一,严重威胁着矿井的安全生产。
淮南矿区浅部煤炭资源逐渐枯竭,但深部煤炭资源储量丰富、煤质较好,因此,
煤矿逐步向深部水平延伸开采,不得不面临灰岩水害的威胁。
近年来,两淮矿区
发生过较大的灰岩突水事故,如2013年2月3日淮北矿业集团桃园煤矿发生一
起奥灰陷落柱突水,事故造成1人死亡,矿井被淹;2017年潘二煤矿“5·12”
灰岩突水事故,最大突水量为14 520 m3/h,事故造成矿井被淹。
张集煤矿根据
生产接替规划,需解放东一1煤上采区西翼煤层,依据底板灰岩水害防治思路,
实施张集煤矿东一1煤上采区西翼开采底板灰岩水害地面区域探查治理工程,原
设计在水平孔两侧实施“羽状”若干分支孔(又称鱼刺孔)钻孔布设,该方法低
效透孔相对较多,影响生产效率和孔内安全。
如何在满足煤业公司4#文分段注浆
要求前提下,用最少的工程量达到最好的探查治理目的是需要解决的问题。
2具体实施方式
张集东一Ⅰ期工程主要目的是掩护系统巷道掘进,治理区域位于采区预治理
区域的东部,南北走向长约1.38km,东西倾斜长约0.51km,治理面积0.75km2。
治理区域平面上呈不规则形状,有12个拐点,增加了钻孔布设的难度。
2.1原设计方案
采用单一的“羽状”布设3个主孔、38个分支孔,水平段进尺18030m,透
孔13082m。
进尺相对减少,重复透孔段增多。
钻孔布设见图3,钻孔工程量表1。
2.2优化后的方案
采用“笆斗状”和“羽状”搭配布设3个主孔、30个分支孔,水平段进尺19928m,透孔11647m。
进尺相对增多,重复透孔段减少。
优化后钻孔布设见图3,工程量见表2.
2.3新老方案对比
原设计采用“羽状”布设,治理范围小,治理盲区需补充治理,故分支孔多,有效进尺少,透孔量相对较多,只适用在治理区域简单,施工条件较好的区域施工。
优化后结合治理区域采用“笆斗状”和“羽状”灵活搭配布设。
“笆斗状”
分支孔相对较长,施工难度大;“羽状”分支孔相对较多,施工难度小,两种类
型相互补充,能大面积覆盖治理区域,减少多余的分支孔数量,增加有效进尺,
减少透孔工程量。
3存在的不足
“笆斗状”布设的分支孔一般较长,越往深部施工,托压现象越明显,故位
垂比不宜过大,一般控制在1.5左右,不要超过2。
分支拐点尽量靠前,分支拐
点越靠后,滑动摩阻越大,越难控制井眼轨迹,在定向钻进时尽量多复合少滑动。
4有益效果
张集东一I期工程设计3个主孔、30个分支孔,于2021年5月开工,截至2022年12月已顺利完成3个主孔、26个分支孔,完成总工程量的75%,验证了
该理论成果的合理性、可行性。
有益效果如下:比原设计增加了1898m有效进尺,增加产值455.3万元;比原设计减少了1435m低效透孔,透孔容易岔新孔,产生
的费用和进尺费用一样,减少透孔工程量节省产值382.8万元;有效进尺越多,
对下一步注浆治理效果越好;在同一孔段重复透孔,破坏了该段地层的稳定性,
容易发生埋钻事故。
减少低效透孔能够有效降低埋钻事故的安全风险;对治理区
域条件没有要求,可根据施工条件灵活布设,治理区域越复杂,布设效果越明显;该成果可在布设灰岩水害地面区域探查钻孔、煤层气开发钻孔等多分支水平定向
钻孔群方面推广应用,在推动地面钻孔优化设计上有重要意义。
5 结束语
淮南矿区A组煤受底板灰岩水害威胁,为实现的工作面安全回采,在采掘区
域地面施工定向分支水平钻孔群进行探查治理。
以往采用“羽状”形布设,治理
范围小,治理盲区需补充治理,故分支孔多,有效进尺少,透孔量相对较多,只
适用于治理区域简单,施工条件较好的区域施工。
优化后结合治理区域采用“笆
斗状”和“羽状”灵活搭配布设,能大面积覆盖治理区域,减少多余的分支孔数量,增加有效进尺,减少透孔工程量。
该成果可根据治理区域不同特点灵活布设,可应用于灰岩水害地面区域探查钻孔、煤层气开发钻孔等同类型多分支水平定向
钻孔群的布设,有重要的参考价值。
参考文献:
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