采掘工作面地质及防治水技术素材.ppt

五 煤矿水害形成的条件及防治技术 疏水降压技术 1 联合疏降 巷道揭露疏降 井下钻孔 疏降 疏水降压方式 地表 抽排 水法 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 疏水降压技术 1 顶板水疏降 顶板岩层的岩性组合 裂缝带高度的预计 影响范围内是否有构造 分析周边含水层的水动态变化 疏降方式 钻孔疏放（斜孔） 巷道疏放 真空泵抽放 底板水疏降 底板多层含水层 各含水层是否有水力联系（侧向、垂向） 分析补给水源层的富水性 各含水层的水动态变化 疏降方式 钻孔疏放 巷道疏放 真空泵抽放 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 疏水降压技术 1 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 是指通过专门的设备和工程，将预先研究配制成的低渗透浆液或骨料在一定压力下沿含水层及顶底板裂隙运移、扩散、结石、充填、堵塞裂隙通道，从而加固、加厚底板隔水层，改造岩体（层）的水文地质条件，增大有效隔水层厚度，隔断连接充水水源与工作面之间的导水通道，减少突水几率。 定 义 注浆改造技术 2 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 ①充填裂隙置换含水层内的水，使灰岩 变为不含水或弱含水（改造） ②堵塞补给通道，截断补给水源（封源） ③加固煤层底板，提高隔水层的抗拉强 度（加固） 作 用 注浆改造技术 2 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 ①下伏含水层富水性中等及以上，单位疏深疏水量 大于10m3/h·m。 ②疏降效果不明显，突水系数大于0.06MPa/m。 ③工作面底板存在导水裂隙带、构造破碎带、薄弱 带、陷落柱等。 ④底板含水层之间存在垂向补给通道。 ⑤含水层或构造薄弱带具有良好的可注性。 ⑥疏降效果好，但诱发区域生态环境恶化。 注浆改造技术 2 适用条件 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 注浆改造技术 2 地面造浆 井下注浆 井下造浆 井下注浆 注 浆 方 法 连续注浆 注浆效率高 效 果 好 工艺简单易操作 劳动强度大 效 果 差 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 注浆改造技术 2 注浆工艺及材料 方 式 钻孔设计与施工 材 料 连 续 间 歇 引 流 程 序 放 水 压 水 扩散半径 斜 长 构 造 压 力 区 异 常 区 粘 土 水 泥 粉煤灰 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 注浆改造技术 2 注 浆 工 艺 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 注浆改造技术 2 A 钻 孔 B 物 探 C 注浆材料指标 效 果 检 查 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 通过向含水层注浆，形成人工“阻水墙”，截断补给含水层的地下水流，使之易于疏干或疏水降压，使含水层的承压水头降至安全水头以下，防止突水。 定 义 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 ①水文地质条件清楚 ②补给边界清楚 ③受注层有良好的可注性 ④受注层具有合适的水动和水化学环境 ⑤疏降难度大，成本高 适用条件 帷幕截流注浆技术 3 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 ①浆液在一定注浆压力下流动，扩散，开始为紊流状态，直到临界压力，流速减慢，变为层流和阻滞流状态。浆液逐渐凝结，最后停止流动，堵塞裂隙及通道（机械充塞）。 ②浆液中的水硬性材料与水之间起化学作用，在层流到阻滞流的过程中，随时间而凝聚，产生强度，加快了充塞堵水过程（化学充塞）。 帷幕 浆液 渗透 机理 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 采取各种手段查明帷幕区的水文地质条件 帷幕带必须是一条充满含水层的岩体 帷幕区必须是闭合圈 控制浆液扩散半径 适时调整注浆材料及注浆工艺 1 2 3 4 5 技术要点 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 应用实例 针对矿井“三面阻水、一面进水”的水文地质边界条件，合理选择帷幕截流技术参数，利用井下巷道结合浆液扩散半径布置帷幕注浆钻孔，采用井上下结合的粘土水泥浆注浆工艺和群孔注浆、引流注浆、控压注浆等工艺，治水效果是明显的，通过在原国家庄煤矿1700m长的工程带上施工帷幕，治水效果达到97.9%。 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 应用实例 帷幕截流工程布置平面图 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 应用实例 国家庄井田处于三面被断层包围、区内小型断裂发育的地堑向斜构造。F7和F25断层形成本井田的基本构造形态─地堑构造。 五 煤矿水害形成的条件及防治技术 帷幕截流注浆技术 3 应用实例 西部煤层露头区、西北部F3断层、东北部隆庄断层及NF1断层均为阻水边界,东南部F7、F7-1断层是一进水边界,补给