煤层底板含水层注浆改造在赵家寨煤矿的应用

赵家寨井田二1煤层底板含水层涌水量评价
徐连利;朱永飞
【期刊名称】《河北煤炭》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】用稳定流、非稳定流两种不同的计算方法预计、评价了赵家寨井田二1煤层底板-300m水平矿井涌水量.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】徐连利;朱永飞
【作者单位】焦作工学院,河南,焦作,454002;河南省煤炭地质勘蔡研究院,河南,郑州,450052;焦作工学院,河南,焦作,454002;河南省煤田地质局,河南,郑州,450052【正文语种】中文
【中图分类】TD742+.1
【相关文献】
1.煤层底板含水层注浆改造在赵家寨煤矿的应用 [J], 刘忠礼;宋建国;张燕民
2.赵家寨煤矿二1煤层底板承压水水源补给规律研究 [J], 王公忠;王国际;杨腾飞;侯建军
3.赵家寨矿井二1煤层开采矿井充水特征分析 [J], 魏家聚;张璞
4.赵家寨矿区奥陶系含水层水资源评价 [J], 朱永飞;徐连利;牛志刚
5.赵家寨煤矿二1煤层底板突水性预测及防治 [J], 代兴国;张伟;肖新成
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综合水害防治技术在赵家寨煤矿的应用【摘要】煤层底板含水层注浆改造技术就是沿工作面上、下巷大面积布置注浆钻孔，对出水钻孔进行一定时间的疏放后，再通过对钻孔注浆来充填底板灰岩含水层的岩溶裂隙和导水裂隙，从而大大减弱含水层的富水性并切断水源补给通道，使受注含水层被改造为隔水层或弱含水层，同时增强煤层底板隔水层的抗张强度，降低工作面底板出水的可能性，确保工作面的安全回采。

【关键词】注浆改造；钻探验证；测深物探1 工作面概况赵家寨煤矿12210工作面位于12采区西翼上部，东邻12212工作面采空区，西邻待掘的12208工作面，南邻11采区上山保护煤柱，北邻12采区边界，正上部为正在回采的31118工作面（二3煤层）。

工作面主采二1煤，底板标高-110.7～-127m。

工作面走向长493m，倾斜长194m，面积92781m2，煤层厚度最大11.2m、最小0.4m，根据实揭资料，工作面煤厚从切巷向外由薄变厚，平均厚4.23m，预计可采储量52.2万t。

2 工作面地质及水文地质条件12210工作面位于滹沱背斜轴部附近，工作面整体呈单斜构造（175°∠4°），受背斜影响，局部煤层底板起伏较大，煤层顶、底板裂隙发育，下付巷实揭一条落差约3m的逆断层。

根据工作面内及附近0852、7-1-1、-0852、0953、0952钻孔资料分析，工作面底板含水层主要有L7-8灰岩（平均厚14.25m，L8灰岩顶距煤层底板平均间距9.75m）、L5-6灰岩（局部发育，平均厚3.2m，L6灰岩顶距煤层底板平均间距56.79m）、L1-4灰岩（厚约16.75m，L4灰岩顶距煤层底板平均间距64.41m）和O2灰岩，从水位长观孔数据分析，当前L7-8灰岩水位-180m，低于工作面可采最低标高，工作面回采期间不受L7-8灰岩水威胁；L5-6灰岩局部发育，富水性不强，不受L5-6灰岩水威胁；L1-4灰岩较发育，水位标高-55m，经计算突水系数0.02MPa/m，小于正常块段安全系数0.06MPa/m，正常情况下也不受L1-4灰岩水威胁。

赵家寨煤矿2.4Mta新井设计-郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：矿业工程专业：采矿工程设计题目：赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计专题：郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析指导教师：职称：教授2011年6月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院矿业工程专业年级采矿工程2007级学生姓名任务下达日期：2011年1月14日毕业论文日期：2011年3月14日至2011年6月9日毕业论文题目：赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计毕业论文专题题目：郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析毕业论文主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、一般部分：赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计，主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。

2、专题部分：郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析。

3、翻译部分：完成近3-5年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇，要求不少于3000字符。

院长签字：指导教师签字：摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。

一般部分为赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计。

赵家寨煤矿位于河南省新郑市，区内交通十分便利。

井田东西走向长13.5km，南北倾向宽3~4km，井田面积约47km2。

井田内可采煤层共有4层，主采煤层为二1煤。

井田内二1煤倾角在0~14°之间，平均厚度5.5m。

矿井工业储量为358.64Mt，可采储量为244.17Mt，设计服务年限72.6a。

矿井正常涌水量为600m3/h，最大涌水量为650m3/h。

矿井相对瓦斯涌出量为4.436m3/t，绝对瓦斯涌出量为30.806m3/min，属低瓦斯矿井。

煤层无自然发火倾向，但煤尘有爆炸危险性。

根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。

Science &Technology Vision 科技视界赵家寨煤矿位于郑州市南约40千米,京广铁路线西侧的新郑市西部,行政隶属新郑市的城关镇、辛店镇和新密市的大隗镇。

是由郑煤集团、神火集团、北京联合德信投资有限责任公司共同参股的一座年产300万吨的大型矿井。

井田范围西起煤层底板-800米等高线,东到贾梁断层及煤层露头(一1煤层为区块边界),北从大隗断层,南止欧阳寺断层及区块边界,东西长13.5千米,南北宽3.7千米,面积约50平方公里。

1地质构造情况本区地层区划属华北地层区华北平原地层分区之嵩箕小区。

区内仅西部及其外围的许岗-三岔口一带有二叠系上统平顶山砂岩和三叠系下统金斗山砂岩出露,绝大部分为新生界掩盖。

缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系和石炭系下统。

区内地层从老到新依次为寒武系上统、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系及第三、四系。

本区主体构造为一两翼地层产状平缓,倾角3-15°,轴向NWW-SEE 的宽缓背斜构造。

根据勘探报告井田内共有断层18条,除温泉、宁沟两条小逆断层外,其它均为正断层。

其中落差大于100米的5条,落差100~50米的5条,落差50~30米的7条,落差小于30米的有l 条。

大隗断层、贾梁断层、欧阳寺断层构成本区自然边界。

断层走向除大隗断层为近东西向外,其余均为北西~南东向,并以南升北降正断层为主,全区构造复杂程度属中等。

矿井区内发育有滹沱背斜,纵张裂隙和X 节理发育,并且西北倾伏端被大隗断层切割,受断层带地下水的补给,形成相对富水区。

本区构造主要以断裂为主,伴有发育程度不同的褶皱,主要褶皱有滹沱背斜。

矿井主采山西组二1煤(平均厚度5.5米),半金属光泽,煤层结构简单,煤质松软,属典型的三软煤层。

煤层局部发育伪顶平均厚0.6m,以碳质泥岩为主;直接顶为砂质泥岩平均厚4.0m;老顶为大占砂岩平均厚度为14m。

同时我矿还兼采二3煤层(平均厚度1.3米),煤层局部发育伪顶平均厚0.3m,以碳质泥岩为主;直接顶为砂质泥岩平均厚7.0m;老顶为香碳砂岩平均厚度为20m。

“变堵为疏”防治水方案在赵家寨煤矿的应用刘晓飞【期刊名称】《《能源与环保》》【年(卷),期】2018(040)010【总页数】6页(P50-54)【关键词】水文地质; 帷幕注浆; 截流堵源; 突水; 水位; 疏水降压【作者】刘晓飞【作者单位】郑州煤炭工业（集团）有限责任公司河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TD7450 引言赵家寨煤矿水文地质类型复杂，2014年9月24日井下12202运输巷机头的掘进工作面发生底板突水事故，最大突水量1 310 m3/h。

通过突水点附近水文观测孔水位变化情况及实测水温，分析突水水源，制定帷幕注浆及截流堵源的防治水措施。

在治水期间发现附近巷道出现淋水及支护强度问题，结合突水后底板含水层水位下降速率综合考虑，决定变堵水为疏水。

通过“变堵为疏”方案的实施，既避免了堵水期间附近巷道被压垮的危险，随着底板含水层水位的急剧下降，又解决了矿井底板突水威胁，确保了矿井生产的本质安全［1-2］。

1 概况赵家寨煤矿于2004年10月16日正式开工建设，2010年9月26日通过国家发改委验收。

设计生产能力300万t/a，矿井主采二叠系山西组二1煤，煤层厚度0～27.29 m，平均厚度5.5 m，属较稳定煤层。

井田东西走向长13.5 km，南北倾斜宽3～4 km，面积48.96 km2，工业储量3.87亿 t，可采储量2.23 亿 t。

1.1 巷道设计赵家寨煤矿12201运输巷机头段设计125 m，用于运输巷运输作业，该巷埋深283.5 m，在二1煤层顶板大占砂岩层位中施工，位于SF32、SF22正断层附近。

SF32、SF22正断层为三维地震断层，在11运输、11回风、11轨道、31轨道、31回风等5条上山巷道中被实揭，均无水(图1)。

图1 12201运输巷驱动装置的布置平面Fig.1 Layout plane sketch of drive unit in 12201 transport tunnel1.2 施工前评价掘进前对三维地震及瞬变电磁勘探资料进行分析，三维地震资料显示无断裂构造，瞬变电磁资料显示该区为高阻区［3-4］。

近煤层薄层灰岩含水层水岩作用韩永;尹尚先;连会青;王广才【摘要】为了揭示主要水岩作用,解释近煤层薄层灰岩含水层水文地球化学演化,为煤矿出水水源判别和矿井水处理提供依据,基于水化学类型的分析、地下水主要离子和TDS的关系以及离子之间的关系,通过图示法研究赵家寨矿薄层灰岩含水层水化学演化过程中的主要水岩作用.结果表明:水化学类型主要为HCO3-SO4;主要水岩作用为阳离子交换反应、黄铁矿氧化、石膏的溶解,其中阳离子交换反应导致Na+浓度高于Cl-浓度,Ca2+相对于HCO3-亏缺,黄铁矿的氧化反应导致Ca2+比SO42-浓度高.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2016(042)007【总页数】6页(P19-23,62)【关键词】薄层灰岩;水化学特征;含水层;水岩作用【作者】韩永;尹尚先;连会青;王广才【作者单位】华北科技学院安全工程学院,河北省三河市,065201;华北科技学院安全工程学院,河北省三河市,065201;华北科技学院安全工程学院,河北省三河市,065201;中国地质大学 (北京)水资源与环境学院,北京市海淀区,100083【正文语种】中文【中图分类】P641煤矿水害是影响煤矿安全开采的重要因素之一，特别是近煤层的相关含水层是煤矿水害的重要来源。

因为距离煤层较近，在特殊构造或者采矿活动影响下，容易导致水害事故的发生。

尤其是直接位于煤层底部的薄层灰岩，虽然一般情况下该含水层水量不丰富，但如果其与富水性强的含水层（如奥陶系纪岩含水层）发生水力联系，容易造成较大水害事故。

矿井防治水的理论和工程实践表明，水文地球化学方法是矿井水害预防和治理工作中较为有效的一种方法。

其中，水岩作用的研究可以解释和说明水文地球化学的演化，揭示地下水的潜在来源和循环，为煤矿出水水源判别和矿井水处理提供依据。

已有的研究成果未见有薄层灰岩含水层水岩作用的相关研究，因此加强薄层灰岩含水层水岩作用研究具有一定理论和实际意义。

底板含水层注浆改造技术在赵固一矿的应用及日常管理姜文浩【摘要】The flood disaster is a hazard, and influences the current production of Zhaogu fields. Based on the structure of Zhaogu fields, this article puts forward the design thought about putting grouting reconstruction into footwall stratum aquiferous, at the same time, defines the theory of footwall stratum aquiferous, the principle of construction design, various parameters and foundation of aquiferous footwall stratum, and puts forward feasible measures of project current management, to guarantee the order production and improve the production efficiency.%水患是影响赵固井田日常生产的一大危害。

文章基于赵固井田构造，提出通过实施底板含水层注浆改造的设计思路，同时详细解说底板注浆改造原理、工程设计原则、各项参数及依据，并针对工程的日常管理提出可行性措施，旨在保障井田有序生产，提高生产效率。

【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2014(000)031【总页数】2页(P119-120)【关键词】底板含水层;注浆改造;日常管理【作者】姜文浩【作者单位】河南理工大学，焦作454150; 河南能源赵固一矿，辉县453634【正文语种】中文【中图分类】TD2651 矿井概况赵固井田西南以峪河断层（F20）为界，西北以耿村断层（F15）为界，东北以二1 煤层隐伏露头为界，南以百泉断层（F17）为界。

赵家寨煤矿二1煤层底板突水性预测及防治【摘要】根据赵家寨煤矿二1煤层的赋存情况、地质及水文地质条件，对二1煤层底板突水性进行分析预测；用目前煤炭系统公认的突水系数法，对底板奥陶系灰岩含水层突水危险性进行评价、预测。

根据开采底板标高将二1煤层划分出安全区、威胁区、危险区、严重危险区，并制定了带压开采水害防治措施，指导矿井安全生产。

【关键词】带压开采；突水系数；突水预测；水害防治1 矿井地质及水文地质概况1.1 矿井地质概况赵家寨煤矿井田北起大隗正断层，南至欧阳寺正断层，东至贾梁正断层，由于在井田西部大隗正断层和欧阳寺正断层相交，共同构成井田的西部边界。

井田东西长13.5km，南北宽3～4km，面积48.9613km2。

矿井主采二叠系山西组二1煤，兼采二3煤。

二1煤层厚度0～21.75m，平均厚度5.5m，属较稳定煤层；二3煤层厚度0～6.98m，平均厚度1.37m，属不稳定煤层。

井田内主体构造为一两翼地层产状平缓，倾角3～15°，轴向NWW～SEE的宽缓背斜构造，延展长度约12千米。

根据勘探资料显示井田内落差较大的断层18条，除温泉、宁沟两条小逆断层外，其它均为正断层。

其中落差大于100米的5条，落差100～50米的5条，落差50～30米的7条，落差小于30米的1条。

断层走向除大隗断层为近东西向外，其余均为北西～南东向，并以南升北降正断层为主，全区构造复杂程度属中等。

11、12采区目前新发现落差大于10m 的断层6条，对煤层开采影响较大。

1.2 矿井水文地质概况大隗断层（H=1000～2000m）是一条区域性导水大断裂，该断层南升北降，落差较大，本井田位于断层下盘，根据断层落差推算，本区煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层与顶部岩层隔水层对接，使地下水横向径流不畅，结果使沿断裂带来自西部的地下水沿断层在下盘形成了导水性较强的富水带。

贾梁断层（H=240～490m）位于矿区北东部，北部与大隗断裂富水带交汇，断层上盘隔水层与下盘含水层对接致使断层两侧水力联系不佳，纵向上有对大隗断裂带地下水的泄流作用，在井田一侧形成富水带。

Science &Technology Vision 科技视界0概况赵家寨煤矿位于郑州市南约40千米,京广铁路线西侧的新郑市西部,行政隶属新郑市的城关镇、辛店镇和新密市的大隗镇,年产300万吨的大型现代化矿井;井田范围西起煤层底板-800米等高线,东到贾梁断层及煤层露头(一1煤层为区块边界),北从大隗断层,南止欧阳寺断层及区块边界;本区属华北地层区、华北平原地层分区之嵩箕小区,区内仅西部及其外围的许岗-三岔口一带有二叠系上统平顶山砂岩和三叠系下统金斗山砂岩出露,绝大部分为新生界地层掩盖,缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系和石炭系下统,区内地层从老到新依次为寒武系上统、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系及第三、四系。

1区域构造1.1断层本区主体构造为一两翼地层产状平缓,倾角3~15°,轴向NWW~SEE 的宽缓背斜构造。

井田内共有断层18条,除温泉、宁沟两条小逆断层外,其它均为正断层。

其中落差大于100米的5条,落差100~50米的5条,落差50~30米的7条,落差小于30米的有1条。

大隗断层、贾梁断层、欧阳寺断层构成本区自然边界。

断层走向除大隗断层为近东西向外,其余均为北西~南东向,并以南升北降正断层为主,全区构造复杂程度属中等。

1.2褶曲本区主要褶曲滹沱背斜。

位于307、401、603、验1(大2-1)、1253、1120钻孔一线,背斜轴走向120°,延展长度约12千米,西北倾伏端被大隗断层切割,向东南至14勘探线仰起,轴面近直立。

北翼地层走向145°~160°,倾向55°~70°,倾角6°~15°,南翼地层走向115°~140°,倾向205°~230°,倾角3°~12°。

背斜轴被徐庄断层(F 11)切断。

该背斜已被8J 3、9J 1、10、10J 2、11J 2、12、12J 2、13、13-1、13-3、14-2、14-3等12条地震线及多个钻孔严密控制。

赵家寨矿井水文地质条件浅析【摘要】本文介绍了赵家寨矿井区域构造、水文地质特征、含隔水层等方面情况，揭示了矿井的充水水源，阐述了矿井水害综合防治措施。

【关键词】水文地质条件；构造；特征；含水层0 概况赵家寨煤矿位于郑州市南约40千米，京广铁路线西侧的新郑市西部，行政隶属新郑市的城关镇、辛店镇和新密市的大隗镇，年产300万吨的大型现代化矿井；井田范围西起煤层底板-800米等高线，东到贾梁断层及煤层露头（一1煤层为区块边界），北从大隗断层，南止欧阳寺断层及区块边界；本区属华北地层区、华北平原地层分区之嵩箕小区，区内仅西部及其外围的许岗-三岔口一带有二叠系上统平顶山砂岩和三叠系下统金斗山砂岩出露，绝大部分为新生界地层掩盖，缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系和石炭系下统，区内地层从老到新依次为寒武系上统、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系及第三、四系。

1 区域构造1.1 断层本区主体构造为一两翼地层产状平缓，倾角3～15°，轴向NWW～SEE的宽缓背斜构造。

井田内共有断层18条，除温泉、宁沟两条小逆断层外，其它均为正断层。

其中落差大于100米的5条，落差100～50米的5条，落差50～30米的7条，落差小于30米的有1条。

大隗断层、贾梁断层、欧阳寺断层构成本区自然边界。

断层走向除大隗断层为近东西向外，其余均为北西～南东向，并以南升北降正断层为主，全区构造复杂程度属中等。

1.2 褶曲本区主要褶曲滹沱背斜。

位于307、401、603、验1（大2-1）、1253、1120钻孔一线，背斜轴走向120°，延展长度约12千米，西北倾伏端被大隗断层切割，向东南至14勘探线仰起，轴面近直立。

北翼地层走向145°～160°，倾向55°～70°，倾角6°～15°，南翼地层走向115°～140°，倾向205°～230°，倾角3°～12°。

赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究熊法政;陈江峰;杨达明;冯建超【摘要】为解决赵家寨矿新近系砂砾石层含水层下安全煤岩柱合理留设问题,对该矿12采区松散层地质和水文条件进行评价,根据评价结果,12采区工作面需要留设防水煤岩柱。

结合UDEC软件数值模拟煤层开采时裂缝带发育高度,择优选取综放开采公式预计导水裂缝带高度,采用“最小有效隔水厚度法”选取保护层厚度；最终计算出防水煤岩柱留设高度。

研究结果表明：12205工作面需要留设95．42m 高防水煤岩柱,12211工作面需要留设112．93m高防水煤岩柱,12201工作面需要留设86．56m高防水煤岩柱。

2015年5月12211工作面试采成功,验证了防水煤岩柱留设的安全性。

%In order to solve the problem of safety coal pillar design, which under the gravel aquifer of Neogene in Zhaojiazhai coal mine, the geological situation of loose seam and hydrological of 12 mining zone were evaluated, waterproof coal and rock pillar should be set for working face in 12 mining zone according the results, the development height of diversion fissure zone that appeared during coal mining process was simulated by UDEC, the diversion fissure zone height was predicted by the optimal formula of full-mechanize caving mining, and protective layer thickness was selected by method of ‘the minimum and effective waterproof thickness ’ , and worked out the height of waterproof pillar at the end. The results showed that waterproof pillar height were 95. 42m, 112. 93m and 86. 56m of 12205, 12211 and 12201 working face, respectively, the safety of waterproof pillar was verified by success mining of 12211 working face.【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2016(021)003【总页数】4页(P85-88)【关键词】新近系;松散含水层;防水煤岩柱;导水裂缝带【作者】熊法政;陈江峰;杨达明;冯建超【作者单位】河南理工大学资源环境学院，河南焦作454000;河南理工大学资源环境学院，河南焦作454000;河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000;河南省新郑煤电有限责任公司，河南新郑451100【正文语种】中文【中图分类】TD745.21在煤层隐伏露头附近和薄基岩区采煤时，煤矿安全生产主要受上覆松散含水层水和地表水体威胁。