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瞬变电磁可行性报告 项目可行性研究报告 一、概述 1．项目名称、起止时间、承担单位与协作单位 项目名称：七矿水害综合治理与利用技术研究 起止时间：2011.1~2011.12 承担单位：河南理工大学 协作单位：平煤股份公司七矿 2．项目的现状、研究的目的、意义及国内外技术概况 （1）项目的现状 为实施本项目的研究工作，项目组成员在系统分析平顶山矿区和平煤七矿各主要 含水层的水文地质特征的基础上，针对平煤七矿各含水层的充水特征、导水通道及曾 经做过的防治水措施，先后多次开展了专门的调查、现场实验和系统的研究工作，并 制定了详细的研究计划，为项目的顺利开展奠定了坚实的基础。 （2）研究目的和意义 华北型煤田目前开采的主要是石炭系和二叠系煤层，在煤系地层中分布有数层石 炭系薄层灰岩，其下为巨厚的奥陶系或寒武系灰岩。由于奥灰或寒灰含水层富水性极 强、构造复杂、断裂及裂隙发育，导致奥灰或寒灰与石炭系薄层灰岩间有密切的水力 联系，使得煤层回采过程中受到灰岩水的严重威胁。 第 1 页第 1 页 瞬变电磁可行性报告 已有资料表明，属于华北型煤田的平顶山矿区，目前主采二 1（己 16-17）和一 5 （庚 20）煤层。庚 20 煤层顶部为薄层的 L6 灰岩含水层，下部距离 L7 灰岩含水层约 3m，和下部隐伏的巨厚寒武系灰岩距离在 30m 左右， 这对于庚 20 的开采产生极大的 突水隐患。同时，已涌出的地下水若直接排放也造成了水资源的浪费，故对于庚 20 煤 层的防治水研究及涌水的综合利用具有重要的意义。 平煤七矿庚组煤层开采已基本结束，大量的涌水不但威胁着矿井的安全，同时还 需要大量的抽水费用，增加七矿煤炭开采的成本。多年来，七矿曾在整个井田防治水 方面做过大量的工作，也取得了较为明显的效果。但对于庚组煤层，现在旱季的涌水 量约为 1500m3/h，雨季的涌水量约为 3500 m3/h，依然很大。同时庚组煤层的涌水除小 部分供给自来水公司外，大部分水直接排放，这也造成了较大的浪费。故对于七矿庚 组煤层采空区域涌水的封堵防治及综合利用具有重要的实际意义。同时，项目研究中 所采用的新技术，新方法也丰富了矿井防治水和矿井水综合利用方面的理论，因此开 展本项目的研究也具有十分重要的理论意义。 （3）国内外研究概况 国内外许多学者对井下涌水的防治和矿井水综合利用方面进行了大量的研究工 作。对于井下涌水多采用地面或井下注浆封堵导水通道和地表硬化封堵导水通道的方 法。 注浆技术是地下工程水害和加固软弱地层的重要技术和有效手段之一。它包括堵 水、截流、帷幕、岩土加固和防渗等诸多技术，广泛应用于矿山、冶金、水电、铁路、 建筑、石化和某些军事工程中，尤其在煤矿的生产建设中，应用更为普遍。1802 年， 第 2 页第 2 页 瞬变电磁可行性报告 法国人查理斯·贝里格尼（Charies·Berigny）人工锤击方法向地层挤压将石灰和粘土 浆液加固迪普港的砖石砌体，被称为现代注浆技术的开始。1864 年，阿里因普瑞贝硬 煤矿井的一个井筒，第一次使用了水泥注浆法，以后又相继在比利时、法国和德国等 国家使用这种方法。1885 年，铁琴斯（Tietjens）成功地采用地面预注浆法开凿井筒， 获得专利权。经过二百多年的广泛应用，逐步形成渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆和 复合注浆等注浆理论和注浆工艺。注浆设备和监测仪器也在不断地更新换代。我国 20 世纪 50 年代初在煤炭、水电、铁路等行业中，利用注浆法治理水害，填补了旧中国在 注浆技术方面的空白。经过近 60 年的应用和深入研究，研究出一大批注浆新工艺、注 浆新材料、注浆专用设备，在保证注浆施工安全、提高注浆效果方面起到了重要作用， 有些方面已达到国际先进水平。近 10 多年来，以物探、化探及钻探为基础的多种先进 的构造裂隙和富水区探测技术、突水水源识别技术的应用，加深了对底板含水层中构 造和裂隙的分布情况以及各含水层的水力联系情况的了解，可指导注浆堵水的合理布 置。 在矿井水综合利用方面，我国也曾做过大量的研究和尝试。从 20 世纪 80 年代开 始，原煤炭工业部合肥设计研究院就对淮南和淮北两煤矿矿井排水做了大量的调查研 究工作，并且在淮北刘桥、刘东矿井，淮南潘三、谢桥、张集、新集、花家湖等矿井 进行了矿井水净化厂的设计，在矿井水资源化方面取得了一定的成果。2006 年 8 月国 家发展和改革委员会发布了《矿井水利用专项规划》，计划到 2010 年，全国煤矿矿井 水利用量将达到 36 亿 m3，利用率达到 70％。 上述关于井下涌水防治方法和矿井水的合理开发利用等方面的研究成果为本项 第 3 页第 3 页 瞬变电磁可行性报告 目的研究指明了方向并奠定了基础。 二、研究的关键技术与方案 1．主要研发内容及预期达到的技术经济指