单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019-7-19,谢谢观赏,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019-7-19,谢谢观赏,*,煤矿水害防治技术研究,xx,教授级高工 河南煤化焦煤集团副总工程师,1,谢谢观赏,2019-7-19,煤矿水害防治技术研究1谢谢观赏2019-7-19,突水水源探查技术,突水水源识别技术,煤层底板含水层注浆改造技术,突水点注浆封堵技术,帷幕注浆截流技术,防水煤岩柱留设技术,水害隔离技术,疏水强排技术,断层防水技术,2,谢谢观赏,2019-7-19,突水水源探查技术2谢谢观赏2019-7-19,一、突水水源探查技术,物探,针对掘进巷道和回采工作面不同的物探条件，在井下分别利用瞬变电磁、音频电透、直流电法、无线电波坑透、瑞雷波、地质雷达等先进物探仪器探测了可能的突水水源；同时在地面利用三维地震、瞬变电磁等进行区域水文地质条件勘查。,3,谢谢观赏,2019-7-19,一、突水水源探查技术3谢谢观赏2019-7-19,钻探,在物探基础上，对低阻异常区打钻验证。物探是突水水源探查技术的辅助手段，而钻探是突水水源探查技术的根本手段。,4,谢谢观赏,2019-7-19,4谢谢观赏2019-7-19,二、突水水源识别技术,不同含水层由于其埋深、赋存条件的差异表现在水文地球化学特征上也有差异，这为判别水源提供了依据。,水动力场法,突水发生后，突水含水层水位会发生相应的变化。水位的观测方法有：传统的人工观测法、现代的遥测法及水位自动监测系统。水位下降的含水层即为突水含水层。,特征组分分析法,5,谢谢观赏,2019-7-19,二、突水水源识别技术水动力场法5谢谢观赏2019-7-19,模糊聚类法,以焦作矿区,6,个奥灰水样、,2,个二灰水样、,14,个,八灰水样的突水水质资料，建立的奥灰、二灰和,八灰三类水源聚类模型,：,y,1,(x)=-93.9184,3.6718*Ca+1.5059*Na-1.6225*SO,4,-0.3624*Cl(,奥灰,),y,2,(x)=-93.9184,3.6718*Ca+1.5059*Na+1.6225*SO,4,-0.3624*Cl(,二灰,),y,3,(x)=-93.9184,3.6718*Ca+1.5059*Na-1.6225*SO,4,-0.3624*Cl(,八灰,),6,谢谢观赏,2019-7-19,模糊聚类法 y1(x)=-93.91843.6718*,特征曲线法,根据突水水质资料，选定矿化度、,(Ca+Mg)/(K+Na),、,K+Na,、,Ca,、,Mg,、,Cl,、,SO,4,、,HCO,3,等,8,个数据，给出了,6,种突水水源的特征曲线如下：,水质特征曲线,7,谢谢观赏,2019-7-19,特征曲线法水质特征曲线7谢谢观赏2019-7-19,分析放射性同位素氚（,T,）的含量可以看出：直接接受大气降水补给且孔隙及溶隙发育的含水层其氚含量高，如第四系砂砾岩孔隙水和奥陶系岩溶水的氚值均在,5T.U,以上；间接接受大气降水补给且裂隙或溶隙不甚发育的含水层其氚含量低，如顶板砂岩裂隙水和底板,L8,灰岩水的氚值均小于,0.5T.U,。这说明顶板砂岩裂隙水和底板,L8,灰岩水的运移速度较慢，地下水的补给来源主要为邻近含水层，这与实际的水文地质条件是吻合的。,各水源同位素测试结果,同位素法,8,谢谢观赏,2019-7-19,分析放射性同位素氚（T）的含量可以看出：直接接受大气,煤层底板含水层注浆改造技术，是通过注浆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不含水或弱含水层，实现工作面不突水开采。,三、煤层底板含水层注浆改造技术,九里山矿底板含水层注浆改造地面注浆站,9,谢谢观赏,2019-7-19,煤层底板含水层注浆改造技术，是通过注浆钻孔注浆来充填,注浆材料及配比的研究,注浆材料：粘土、水泥、粉煤灰以及软固料，断层带以水泥为主，其它地区以粘土水泥浆为主，水泥占固料的,20-30%,。,注浆孔布置及成孔工艺研究,裂隙发育但互相不连通的含水层，钻孔布置方向以垂直裂隙方向为主，孔隙水及,X,型裂隙发育的含水层以均匀布孔为宜，每个钻场的钻孔分三个序次布置。,套管下入深度以不发生底鼓为宜，如果提前见水则增加套管的级数。,10,谢谢观赏,2019-7-19,注浆材料及配比的研究10谢谢观赏2019-7-19,注浆深度的研究,H=P/1.0,注浆扩散范围探测技术研究,在浆液中添加食盐，提高了受注含水层的物探灵敏度，注浆后利用物探技术探测其扩散范围。,高水压含水层注浆终压技术研究,传统的注浆终压为水压的,2.5,到,3,倍，而现在注浆终压以克服水压的绝对值来评价，在条件允许的情况下尽可能提高注浆终压。,酸溶法扩大岩溶裂隙增加注浆量技术研究,11,谢谢观赏,2019-7-19,注浆深度的研究 11谢,四、突水点注浆封堵技术,按突水点水流是否流动可分为：动水注浆堵水和静水注浆堵水。按作业场所不同可分为：地面注浆堵水和井下注浆堵水。,（一）地面注浆堵水,地面注浆堵水按突水点是否流动可分为动 水注浆堵水和静水注浆堵水。,12,谢谢观赏,2019-7-19,四、突水点注浆封堵技术 按突水点水流是否流动可分为,注浆材料有两类：一类是固料类，包括：砂子、石子、锯末、粉煤灰、海带和玉米芯等。另一类是液体类，包括：纯水泥浆、粘土水泥浆、水玻璃水泥浆等。,自,55,年以来，焦作矿区共进行地面注浆堵水,84,次，共封堵水量,1745m,3,/min,，其中最大一次封堵水量,320m,3,/min,。,13,谢谢观赏,2019-7-19,13谢谢观赏2019-7-19,（二）、井下注浆堵水,煤矿突水点井下动水注浆封堵技术就是在井下对正在涌水的突水点进行注浆封堵。它具有比地面注浆堵水节省工程量、位置准确、施工工期短等优点，但井下突水点动水注浆具有水压高、井下环境受限等缺点，给注浆堵水带来困难，需要通过研究解决一些技术难题。煤矿井下突水点动水注浆堵水按堵水的方法进行分类可以分为：壁后注浆堵水、利用煤层底板含水层注浆改造系统注浆堵水、建水闸墙堵水或建水闸墙注浆堵水、打钻注浆堵水和建止浆垫注浆堵水。,14,谢谢观赏,2019-7-19,（二）、井下注浆堵水14谢谢观赏2019-7-19,420m,3,/h,古汉山矿利用注浆改造系统封堵,11071,工作面突水点工程布置图,15,谢谢观赏,2019-7-19,420m3/h古汉山矿利用注浆改造系统封堵11071工作面突,壁后注浆堵水技术,1,适用条件,壁后注浆堵水主要应用于巷道或井筒淋水。,2,施工步骤,（,1,）收集资料，编写施,工设计和安全技术措施,（,2,）施工前的准备工作,（,3,）注浆孔施工,（,4,）注浆堵水,注浆钻孔布置图,16,谢谢观赏,2019-7-19,壁后注浆堵水技术注浆钻孔布置图16谢谢观赏2019-7-1,3,实例,朱村矿北区石门大巷，淋水巷道长,250m,，涌水量,180m,3,/h,注浆后残余水量,8m,3,/h,，堵水率达,95,以上，效果良好。,利用煤层底板含水层注浆改造系统注浆堵水技术,1,适用条件,该堵水方法主要应用于实施煤层底板含水层注浆改造开采工作面附近的突水点或煤层底板含水层注浆改造系统输浆管路所能达到的突水点。,17,谢谢观赏,2019-7-19,3实例 17谢谢观赏2019-7-19,2,施工步骤,（,1,）收集突水点资料，编写施工设计和安全技术措施,（,2,）施工注浆孔,（,3,）注浆堵水,3,实例,九里山矿,14041,工作面煤层底板含水层注浆改造过程中，,4-3,注浆孔注浆时与,14021,工作面突水点联通，该突水点水量,4.5m,3,/min,，水压,1.3Mpa,，离,4-3,注浆孔终孔位置,250m,，因此，将,4-3,注浆孔改为堵水孔，先在该,18,谢谢观赏,2019-7-19,2施工步骤18谢谢观赏2019-7-19,孔注入,4m,3,直径,2,5mm,的石子，又注,10m,3,直径,1,2mm,砂，后注,5m,3,锯沫，最后注入,850m,3,粘土水泥浆将突水点封堵，堵水率,100%,。,建水闸墙堵水或建水闸墙注浆堵水技术,1,适用条件,2,施工步骤,收集有关资料，编制施工设计及安全技术措施,19,谢谢观赏,2019-7-19,孔注入4m3直径25mm的石子，又注10m3直径12,水闸墙施工,选定水闸墙施工地点：,水闸墙施工：,关闭放水管,1,突水点,2,水闸墙,3,放水管,4,巷道,建水闸墙堵水工程示意图,演马庄矿二水平底板巷,水闸墙堵水,1080m,3,/h,20,谢谢观赏,2019-7-19,水闸墙施工1突水点 2水闸墙 演马庄矿二水平底板巷,3,建水闸墙注浆堵水,4,实例,演马庄矿西大巷突水点于,1966,年发生突水，截至堵水前水量仍有,18.5m,3,/min,，水压,1.4Mpa,，该段巷道已废弃，因此，决定在西大巷突水点两端建两座水闸墙将突水点封堵，堵水率为,100,。,打钻动水注浆堵水技术,1,适用条件,煤矿井下一些突水点由于受种种条件限制，其他堵水方法施工困难或采用其他方法经济上不合理时，可采用施工注浆孔方法对突水点进行封堵。,21,谢谢观赏,2019-7-19,3建水闸墙注浆堵水 21谢谢观赏2019-7-19,2,施工步骤,（,1,）收集突水点资料，编写施工设计和安全技术措施。,（,2,）施工注浆孔,（,3,）注浆堵水,3,实例,朱村矿东北区泵房口突水点，水量为,4m,3,/min,，水压,1.5Mpa,，突水水源为,L8,灰岩岩溶水。在突水点附近施工了,2,个注,浆孔，注入,1,2mm,砂子,5m,3,，锯沫,10m,3,，双液浆,150m,3,，将突水点全部封堵，堵水率为,100,。,22,谢谢观赏,2019-7-19,2施工步骤 3实例 浆孔，注入12mm,打止浆垫注浆堵水技术,1,适用条件,该堵水方法主要用于封堵巷道离含水层较近或围岩比较破碎的突水点。由于围岩不能抵抗高水压，因此需要打止浆垫以提高围岩的抗压强度。,2,施工步骤,（,1,）收集突水量资料，编写施工设计和安全技术措施,（,2,）导水 （,3,）清理浮渣,（,4,）打止浆垫 （,5,）加固止浆垫和周边围岩,（,6,）关水、增压、防渗漏实验,（,7,）注浆,23,谢谢观赏,2019-7-19,打止浆垫注浆堵水技术23谢谢观赏2019-7-19,3,实例,中马村矿,23,皮带巷突水点水量,240m,3,/h,，水压,1.40Mpa,，巷道距突水含水层仅,6.5m,。突水点涌水由,2,根,150mm,钢管导出,10m,以外，止浆垫向巷道两侧巷帮各开挖,0.5m,，厚,0.5m,，长,10m,，待止浆垫凝固后，对围岩注浆加固。关闭高压闸阀，发现有围岩渗水现象，打开闸阀放水，再进行围岩,注浆加固，凝固之后，再关闭高压闸阀，无渗水现象开始注浆，水泥浆注至压力,1.5Mpa,，双液浆注至终压,3.0Mpa,。将突水点封堵，堵水率,100%,。,24,谢谢观赏,2019-7-19,3实例 注浆加固，凝固之后，再关闭高压闸阀，无渗,五、帷幕注浆截流技术,(,一,),含水层露头帷幕注浆截流,浅部帷幕注浆截流就是在,L8,灰岩隐伏露头附近对第四系底砾岩和,L8,灰岩隐伏露头进行注浆，切断,L8,灰岩与其它强含水层的水力联系，使,L8,灰岩隐伏露头带由强补给边界变为弱补给边界，减少,L8,灰岩的补给量，降低,L8,灰岩的突水威胁及突水量。,25,谢谢观赏,2019-7-19,五、帷幕注浆截流技术25谢谢观赏2019-7-19,九里山矿多元水力联通试验图,26,谢谢观赏,2019-7-19,九里山矿多元水力联通试验图 26谢谢观赏2019-7-1,九里山矿浅部截流工程平面图,27,谢谢观赏,2019-7-19,九里山矿浅部截流工程平面图 27谢谢观赏20