1、二二0一二年十月,集团公司生产部 程爱民,A组煤开采底板水害防治,底板水害防治,一、A组煤开采底板水害防治技术,A组煤开采底板水害防治技术分为底 板注浆改造、疏水降压带压开采（疏干开 采）、底板局部注浆加固疏水降压带压开 采、加强工作面和矿井强排水开采等。,1、注浆注浆是通过专门的设备、管路、工程，将预先配制好的浆液或骨料注入含水层、隔水层中的空隙、断裂破碎带、岩溶陷落柱、井巷或突（出）水点等，并使之与围岩固结成不透水（或微透水）的、具有一定强度的整体，从而起到堵塞过水通道、充填导含水空隙、降低受注岩体渗透性、增大岩石强度和隔（阻）水作用的一种技术方法。该技术可广泛地应用于封堵井下突水点以恢复
2、被淹矿井、阻截含水层水对矿井充水的补给以减少矿井排水量、变含水层为隔水层以增加煤层顶底板有效隔水层的厚度、隔断连接充水水源与矿井之间的导水通道以避免矿井突发性突水灾害等。,一）A组煤底板注浆改造,底板水害防治,2、底板注浆改造A组煤底板技术,通过专门的设备、管路、钻孔等，将预先配制好的浆液注入煤层底板含水层、底板隔水层的空隙及断层破碎带等导水通道内；通过注浆将含水层改造为隔水层，使煤层底板隔水层厚度变厚；通过注浆使隔水层中的空隙及断层破碎带充填，增大岩层强度和隔阻水作用。,底板水害防治,3、底板注浆改造方法适用水文地质条件1）、煤层底板灰岩充水含水层的动态补给水量大且稳定，采用疏水技术难以使含
3、水层水位大幅度降低或所需的疏水量太大以至于在经济上不合理；2）、底板强灰岩含水层水补给通道位置明确且相对集中，只要阻断局部导水通道就可使整个矿井的补给水量大幅度减少；3）、实施注浆的目标含水层或构造薄弱带应具有良好可注性条件。这种可注性条件包括受注层的吸浆量、浆液在受注层内的运移与扩散性、浆液的凝结与稳定性等。4）、受注层具有合适的水动力和水文地球化学环境条件，能够确保注浆固结体的强度稳定性和抗渗稳定性，以满足工程的使用寿命。,底板水害防治,4、注浆改造分类：地面注浆、井下注浆；隔水层注浆、含水层注浆。5、注浆材料：粉煤灰、粘土和水泥。显然材料颗粒越大，阻力也越大，扩散半径越小。粘土的颗粒最小
4、，水泥的颗粒中等，粉煤灰的颗粒最大。因此在扩散半径从大到小一次为：粘土，水泥和粉煤灰。,底板水害防治,6、皖煤电恒源煤电股份有限公司617工作面底板注浆改造简介,1）注浆钻孔施工：在工作面机巷和风巷先施工底板探查钻孔， 共施工73个钻孔，钻孔穿过一灰，有的揭露二灰，有的揭露三灰； 后利用探查钻孔进行注浆。 2）注浆材料：为水泥、粘土。浆液类型为单一水泥浆、粘土水泥浆。 根据钻孔出水量大小等情况调整浆液的浓度和浆液。注浆快结束时加大浆液的浓度，水泥浆的浓度基本采用电脑控制。 3)注浆压力：孔口控制在68MPa（大于水压的1.5倍）。 4）注浆站：在地面建立注浆站，通过管路输送至井下注浆点。 5）
5、结束标准：注浆量小于40L/min，维持30min达到设计要求。,底板水害防治,通过注浆后，经瞬变电磁检查工作面底板的视电阻率等值线发生明显变化，视电阻率明显变大。钻探结果水量明显减小。注浆效果良好。 该工作面在回采时实际涌水量为32m3/h，经分析为砂岩和灰岩的混合水，且涌水量较6煤其他工作面大，主要原因是注浆后对注浆钻孔没有用使用浓液封孔造成的（注浆完成445天回收闸阀大部分钻孔仍然涌水）,底板水害防治,二）疏水降压带压开采（疏干开采）1、疏水降压的基本概念所谓疏水降压防治矿井水害技术就是对威胁矿井安全生产的主要充水含水层水，通过专门的工程和技术措施在人工受控的条件下进行超前预疏干或疏降水
6、压，进而减少或消除其在矿山建设和生产过程中对矿井安全的威胁。其基本内容可划分为疏干和疏水降压两大方面。,底板水害防治,2、疏水降压防治矿井水害技术的适用条件 1）矿井的采掘活动将直接揭露充水含水层，含水层中的水无法躲避，早晚都要被释放。为了减少或消除采掘过程中大量的水短时间涌入矿井给矿井正常生产与建设带来影响或超过矿井设计的排水能力而造成淹井事故，需要在人工受控条件下预先对含水层水进行疏放。2）矿井主要充水含水层属于直接充水含水层。当含水层作为煤层的直接顶板或底板时，一旦巷道进入煤层或工作面回采后，由于缺乏工程层位与含水层之间的隔水保护层，含水层中的水会直接进入巷道或工作面给矿井生产造成影响或
7、灾害。在这种水文地质条件下，往往需要采用预疏水技术防治矿井水害。,底板水害防治,底板水害防治,3）矿井主要充水含水层以静储水量为主，动态补给量有限。以静储水量为主的矿井充水含水层发生矿井充水时，往往是瞬间冲击水量大，后期水量迅速衰减甚至干枯，当矿井生产诱发该类含水层突（透）水时，往往在总出水量有限的条件下给矿井带来严重灾害，采用预先疏水技术可以有效的消减峰值水量而达到消除矿井水害的目的。4）煤层底板存在高承压含水层，且煤层与含水层之间的隔水层厚度较薄，在自然状态下隔水层不能阻抗高压水的破坏和侵入。在这种条件下，可通过疏放水技术降低含水层中的压力水头以达到实现带压开采的条件。,三）局部底板加固疏
8、水降压带压开采对底板局部构造破碎带（断层破碎带、陷落柱及影响带等）进行注浆加固，仍然采用疏水降压开采。如淮北、皖北矿业集团部分矿井亦采用该方法。,底板水害防治,四）加强工作面和矿井强排水该方法主要在疏水和注浆方法均解决不了问题的情况下，只能通过加强工作面和矿井强排水解决。,底板水害防治,二、淮南矿区组煤开采底板灰岩水防治-疏水降压一）疏水层淮南矿区A组煤开采底板充水含水层水采取疏水降压的方法。A组煤开采底板充水含水层是指A组煤层开采时威胁最大的、A组煤开采时有可能出（突）水的C3I组灰岩，因此，A组煤开采疏水层主要为C3I组灰岩水。,底板水害防治,二）疏水钻孔1、穿层钻孔：根据淮南矿业集团A组
9、煤底板灰岩水水害防治管理规定，井下灰岩疏水降压钻孔在1煤底板开孔，现在各矿井均沿C31灰岩放水巷按组布置，每100150m施工1组C3I组灰岩疏水降压钻孔，每组钻孔不少于2个，且钻孔在C33下灰岩内的水平间距为5075m。,2、顺层钻孔： 在三灰石门内沿C33上、C33下灰岩施工，孔深200500m；三灰石门间距4001000m。,底板水害防治,3、灰岩钻孔施工及管理有关要求：1）施工前要编制单孔设计和施工安全技术措施；钻孔终孔层位为C33下灰岩底板，不得进入C34灰岩。2）每个钻窝至少2个钻孔全孔取芯；孔口管长度要符合煤矿防治水规定，使用超过3年的钻孔要采用双路止水管；止水套管必须进行止水质
10、量检查，合格标准是以注水压力不低于目的含水层水头压力的1.5倍，稳定不少于30分钟，套管外壁及周边岩体、两路套管间不渗漏水。,底板水害防治,3）钻孔孔内破碎时要下置过滤器。 4）钻孔未经矿主管部门同意，任何单位和个人不得随意开关。 5）钻孔观测等。,底板水害防治,三）疏水降压、限压开采1、A煤底板隔水层厚度1煤底板至C31层灰岩顶板的地层在正常地质条件下具有较好的隔水性，即是我们通常讲的A组煤底板隔水层，其厚度被称为A组煤底板隔水层厚度。,底板水害防治,采区A煤底板隔水层厚度：A煤开采采区范围内1煤底板至C31层灰岩顶板的地层厚度，即A组煤底板隔水层厚度；统计采区范围内A组煤底板隔水层厚度的最
11、小最大、平均值。,底板水害防治,工作面底板隔水层厚度：A组煤开采工作面范围内1煤底板至C31层灰岩顶板的地层厚度，即A组煤底板隔水层厚度；统计工作面范围内A组煤工作面范围内底板隔水层厚度的最小最大、平均值。,底板水害防治,2、突水系数煤矿防治水规定正常地段为1 MPa/m，构造地段为0.06 MPa/m，按淮南矿区规定，突水系数为0.05MPa/m（包含构造地段），即A组煤底板隔水层每米抗水压为0.05 MPa，做为安全开采的临界值，也称安全水压值或安全限压值。,底板水害防治,3、A组煤开采安全水压根据淮南矿区突水系数和采区和工作面A组煤底板隔水层厚度，分别计算采区和工作面开采的安全水压值，为确保开采安全我们通常选择最小厚度计算结果。注：采区A组煤开采安全水压值为在A组煤采区开采设计中对采区A组煤开采的安全开采限压值；使用；工作面开采安全水压值是具体到A组煤工作面开采的安全限压值。,4、疏水降压效果实际采区或工作面的疏水降压疏水钻孔监测的单孔及总的水量情况、水压观测钻孔监测的各个钻孔的水压情况（附表说明），并将与安全限压值进行比较分析，确定是否达到限压要求，确定是否能开采。,几个问题：一、关于C31灰岩巷道(放水巷)掘进要严格执行集团公司规定：物探、钻探超前循环探查，掩护规定掘进。超前掩护距离要满足规定要求；二、,谢 谢!,
