南屯煤礦下組煤防治水技術(shù)綜合應(yīng)用

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1、南屯煤礦下組煤防治水技術(shù)綜合應(yīng)用煤礦現(xiàn)代化增刊南屯煤礦下組煤防治水技術(shù)綜合應(yīng)用南屯煤礦徐建國朱振雷劉勁摘要隨著厚煤層儲量的日益減少,南屯煤礦已經(jīng)由開采3煤轉(zhuǎn)入配采16上,17煤階段,深入分析下組煤水文地質(zhì)條件對安全生產(chǎn)意義重大.由于本井田精查勘探主要對象為上組煤,下組煤勘探工程量少,自2002年起開始了下組煤的水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探,并進(jìn)行了下組煤一432m水平和全井田奧灰放水試驗,對底板突水危害進(jìn)行了評價及治理措施研究,期問采用了系統(tǒng)的方法和手段,本文重點論述底板突水評價及技術(shù)研究路線應(yīng)用思路.關(guān)鍵詞下組煤底板突水評價技術(shù)研究路線應(yīng)用思路礦

2、井水害是多年來威脅煤礦安全生產(chǎn)的一個技術(shù)難題,尤其是近年來,隨著開采深度和廣度上不斷增加,受水威脅更趨嚴(yán)重.隨著礦井開采時間的延長,上組煤儲量越來越少,為確保礦井持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展,下組煤的開采就迫在眉睫,而影響下組煤開采的主要含水層就是奧灰.隨著采深的加大,煤層底板所受的水壓越來越大,承壓水對下組煤開采的威脅就越來越嚴(yán)重.南屯煤礦近年來在下組煤防治水方面開展了大量的工作,形成了一套底板突水評價及技術(shù)研究路線.1概況南屯井田位于兗州向斜南翼,總體呈單斜構(gòu)造,屬水文地質(zhì)條件中等型礦井,礦井地質(zhì)條件類型為Ⅱ一IaIIbIcIdⅡeIfillg.下

3、組煤主采l6上和l7煤,現(xiàn)開采水平為一432m水平,生產(chǎn)采區(qū)為十一采區(qū),直接充水含水層為十下灰?guī)r含水層,間接充水含水層為十四灰和奧陶系灰?guī)r含水層.2底板突水評價及技術(shù)研究路線底板突水危害評價及治理研究的主要方法和手段包括:井下水文地質(zhì)鉆探,巖石物理,力學(xué)性質(zhì)測試,井下放水試驗.水質(zhì)及環(huán)境同位素測試,地下水?dāng)?shù)值模擬計算,奧灰含水層原始導(dǎo)高測試,帶壓開采分區(qū)方法等.研究的技術(shù)路線見下圖.l收集分析,整理與本項目有關(guān)的各種資料I上進(jìn)行井下水文地質(zhì)鉆探,探測底板隔水層巖性,厚度,強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)特征.測定帶壓系數(shù)l進(jìn)行井下放水試驗及示蹤試驗,水質(zhì)測試

4、,分析十四灰,奧灰富水性特征及水力聯(lián)系進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬,,,墨要水力至—/是}反演計算水文地質(zhì)參數(shù),并預(yù)測礦井涌水量l奧灰水的帶壓開采十四灰水的帶壓開采1i帶壓開采分區(qū)及評價If不同分區(qū)防治水技術(shù),方法和措施下組煤安全回采圖1底板突水研究技術(shù)路線圖3水文地質(zhì)補(bǔ)充鉆探南屯煤礦下組煤補(bǔ)充勘探鉆孔施工采用了井上,下孔相結(jié)合的方式.地面孔由于受上組煤采空區(qū)影響,對鉆孑L孔位布?14?置影響很大,同時在井下施工鉆孑L可最大限度的減少鉆探工程量,節(jié)省資金,并可作為井下放水試驗鉆孑L,后期井下奧灰孔可作為工業(yè)供水水源使用.3.I地面鉆探主要技術(shù)要求

5、及施工方法鉆孔施工主要涵蓋以下內(nèi)容:取芯率與鉆孔孔徑要求.為保證取得足夠的各類分析試驗樣品和滿足水文長觀孔抽水段孔徑要求,取試驗樣品段孔徑不小于9lmm,抽水段孔徑不小于1l0mm;奧灰鉆孑L穿過十四灰后要加強(qiáng)水位觀測,了解奧灰導(dǎo)升高度;對非抽水層段要進(jìn)行嚴(yán)格止水;巖心鑒定時應(yīng)增加巖芯RQD統(tǒng)計;按《煤炭資源地質(zhì)勘探抽水試驗規(guī)程》對十三灰,十四灰和奧灰等含水層進(jìn)行單孑L穩(wěn)定流抽水試驗.對抽水層段采用壓風(fēng)機(jī)或CO洗井,達(dá)到水清砂凈為止.抽水試驗原則上做三次水位降深,降深要控制合理,并按規(guī)范要求組織施工.設(shè)計鉆孔抽水時附近鉆孔加密觀測.水位

6、,流量,水溫觀測.每次抽水試驗取水樣兩組進(jìn)行工業(yè)全分析.煤芯進(jìn)行瓦斯,煤塵爆炸指數(shù)監(jiān)測.根據(jù)工程需要,對重點層段巖樣進(jìn)行物力力學(xué)性質(zhì)測定.根據(jù)《煤田地質(zhì)勘探規(guī)程》,常規(guī)測井方法通常為非煤系地層不少于三種方法,煤系地層不少于4種方法的原則,在南屯煤礦補(bǔ)勘中,采用聚焦電阻率法,人工放射性法,自然放射性法,聲波時差法和鉆孔超聲波成像測井法五種方法進(jìn)行測井.設(shè)計在地面孔l6上煤頂板上60m至終孔段進(jìn)行超聲波成像測井,主要目的是探測l6上和17煤頂?shù)装辶严栋l(fā)育情況,為深入評價頂?shù)装甯凰院妥杷芰μ峁┲庇^的資料.3.2井下鉆探主要技術(shù)要求及施工方

7、法主要技術(shù)要求及施工方法:施工前應(yīng)先施工鉆機(jī)硐室,硐室規(guī)格為進(jìn)深4m,寬4m,高6m;先裝好孔口管(其深度必須在探放水設(shè)計中規(guī)定)和控制閘閥,并進(jìn)行耐壓試驗,達(dá)到設(shè)計承受的水壓后,方可繼續(xù)鉆進(jìn).特別危險的地區(qū),應(yīng)有躲避場所,并規(guī)定避災(zāi)路線.鉆孔內(nèi)水壓過大時,應(yīng)采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進(jìn),并有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施;奧灰鉆孑L穿過十四灰后要加強(qiáng)水位(壓)觀測,了解奧灰水導(dǎo)升高度;單孔放水試驗:每孑L(含水層)進(jìn)行3次降深放水試驗,降深由小到大.如水量很小可進(jìn)行一次最大流量放水試驗.每孔取樣2次進(jìn)行水質(zhì)分析.4井下奧灰放水

8、試驗放水試驗是了解含水層補(bǔ)徑排條件直接而有效的方法.南屯井田進(jìn)行了奧灰放水試驗,井田內(nèi)奧灰水文觀測孔水位煤礦現(xiàn)代化增刊均有反映,效果很好,對了解井田內(nèi)十四灰,奧陶系含水層的水文地質(zhì)特征,二者之間的水力聯(lián)系具