煤矿水害防治技术PPT文件格式下载.ppt
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前者是将注浆孔钻至终孔后一次注浆,适用于含水层距地表近且厚度不大、裂隙发育较均匀的岩层。
其优点是一次钻进、一次完成注浆,缩短施工时问;
缺点是段高大时不易保证质量。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治当注浆深度较大,穿过裂隙大小不同的多个含水层时,在一定注浆压力下,为防止浆液在大裂隙扩散远、小裂隙扩散近,上部岩层的裂隙进浆多、下部岩层裂隙进浆少,应采用分段注浆。
段高可按岩层破碎程度划分我国经验数据是:
极破碎岩层一般为5m10m;
破碎岩层为10m一15m;
裂隙岩层为15m一30m;
重复注浆可取30m一50m;
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治注浆方式是指注浆顺序,分下行式和上行式两种,自上而下依次注浆称下行式注浆,即从地表钻进含水层。
钻一段孔注一段浆,反复交替,直至全深。
该方式适用于岩层破碎或裂隙发育的地层。
自下而上的注浆称上行式注浆,即注浆孔一次钻进到注浆终深使用止浆塞,自下而上逐段注浆。
该方法适用于岩层较稳定、垂直节理不发育的地层。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治2注浆前压水目的在于将裂隙中松软的泥质充填物推送到注浆范围以外,从而提高注浆质量和堵水效果。
对于大裂隙,压水时间为10min-20min;
中小裂隙,则需15min-300min或更长一些。
压水时压力应由小增大,最大不得超过注桨终压;
3下放止浆塞及注浆止浆塞放至规定位置后,接好输浆管,压缩放塞止浆并经压水试验检查好,即可进行注浆。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治(三)注浆参数
(1)浆液扩散半径。
裂隙中浆液的扩散半径随岩石的渗透系数、注浆压力、注入时间的增加而增大,随浆液的浓度和熟度的增加而减小。
据现场经验,岩溶地层注浆,浆液平均扩散半径为10m一15m,裂隙地层平均为4m8m。
(2)注浆压力。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治(3)浆液注入量。
根据扩散半径和岩石裂隙率进行粗略计算,公式为:
式中:
Q浆液注入量,m3;
r浆液扩散半径,m;
n裂隙率,;
H注浆段高,m;
浆液在裂隙内有效充填系数,0.9-0.95A浆液消耗系数,一般取1.2-1.3矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治(4)注浆结束标准。
一般是用两个指标表示:
一是最终吸浆量,即注浆注至最后的允许吸浆量;
另一个是达到设计压力时(即终压时)的持续时间。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治4.5.2注浆堵水技术在受淹矿井的快速恢复中的应用注浆堵水技术在受淹矿井的快速恢复中的应用矿井淹没不仅给矿山带来资财以至生命的损失,而且会直接打乱国家经济计划。
为了最大限度地减低淹井造成的损失,30余年来,用强排、先堵后排、先排强排、先堵后排、先排后堵后堵等多种方法及时恢复了大多数被淹没的矿井。
一旦矿井遭遇水患淹没,加快封堵突水点和快速排水恢复生产是紧要的。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治要实现快速封堵,达到抢险救灾的目的,首要的是准确判断突水点位置。
突水点位置确定后,注堵部位的选择和注堵钻孔的布置是实现快速堵水的关健。
快速注堵突水点和排水恢复工程要寓于一个完整的恢复方案中,一个技术可行、经济合理、切合实际的方案是快速注堵和排水恢复工程成功的保证。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治一、被淹矿井恢复方法的确定由于我国煤矿床水文地质条件复杂,加之排水、防水以及管理等条件的影响,矿井被淹的事例时有发生。
在数十次遭淹矿井的恢复中积累了不少经验。
被淹矿井的恢复,应根据该井水文地质条件的复杂程度、地下水动静储量的大小及技术设备等条件,采取强排疏强排疏干或堵的方法。
或者分先排后堵、先堵后排两种干或堵的方法。
或者分先排后堵、先堵后排两种。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治被淹矿井的恢复方案必须在弄清当地的地质、水文地质条件的基础上,结合现有及可能有的技术设备、安装条件、电源,并考虑对邻近矿井的影响等情况,在进行不同方案的技术经济比较后方能确定。
确定时应考虑下列主要因素。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治1、被淹矿井地质特征及突水点情况的了解程度2、突水水源的富水程度3、对临近矿及阑附近供水水源的影响4、电源、技术设备及安装条件5、突水点的位置及地下水的特点6、经济合理性矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治采用先堵后排的条件:
采用先堵后排的条件:
(1)区内断层发育较少,互不沟通,导水性及含水性弱。
隔水层厚,岩性致密,分布较稳定,强度较大;
(2)突水水量大;
(2)电源、技术设备不足;
(4)井巷断面小;
(5)淹井水源与附近供水水源相联系;
(6)预计排水所用时间比注浆时间长得多,而且成本也高得多。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治采用先排后堵的条件:
采用先排后堵的条件:
(1)区内断层发育少,且互不沟通,导水性及含水性弱,隔水层厚,岩性致密,分布较稳定且强度较大;
(2)突水水量较小,或者突水量虽然大,但能具有相应的排水设备;
(3)电源、技术设备及井巷断面能满足排水和安装需要;
(4)突水点多、面广,且埋藏深,(5)井下测量资料不正确,无法圈定出水地点。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治采用强排疏降法的条件:
采用强排疏降法的条件:
(1)区内断层繁多,互有沟通,导水性及含水性较强,隔水层破碎,分布不稳定,不能保证隔水作用,
(2)突水水量较小,易被疏干,或水压大,为了今后生产的安全,必须把水头降至一定高度;
(3)被淹矿井与相邻矿井为同一水源或与淹没矿井的充水水源有联系时,以联合排水为宜;
(4)电源、技术设备、井巷断面均能满足需要;
(5)经济上合理。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治二、先排后堵法恢复被淹矿井二、先排后堵法恢复被淹矿井以井陉三矿为例以井陉三矿为例井陉三矿始建于1918年。
日本侵华时期,1942年6月23日,一号井北部1200m处在四层煤的掘进过程中,奥灰水通过断层突入井巷,突水量达68m3min,突水后两小时井底中央泵房浸水,全井掩没。
淹没后日方曾采取先堵后排方法复矿,从地面打了14个钻孔,并注入煤和细砂混合料,未能成功。
解放前先后两次改用强排法复矿,均因泵量不足而未能成功。
1958年采用先排后堵方案才使淹没14年的井陉三矿重获新生,复矿后已安全生产了千余万吨优质焦煤。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治三、先堵后排法恢复被淹矿井及其有关问题经验证明,通过地面钻孔注入水泥浆及其它固料封住坑下的突水点,将突水水源与井下硐室隔绝开来,而后排除矿井内的静水水体,是恢复突水量很大或排水设备不足的被淹矿井的有效方法。
现就静水条件下注堵的有关问题进行讨论。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治1、堵水部位的探查、选择及法浆孔的布置淹井突水点的探查注浆堵水钻孔绝大多数在地面施工,为使注浆钻孔打中欲注部位,必须将井下突水点或过水通道在地面上的垂直投影点准确地找出来,以便进行圈定,保证堵水效果。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治堵水部位的选择从一系列突水淹井实例来看,突水多发生在断层带或断层带附近的巷道及工作面内。
突水点往往位于断层上盘,因其与对盘之突水含水层直接接触或极为接近。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治堵水勘探及堵水钻孔的布置和钻进采用先堵后排的方法恢复被淹矿井,从查清突水点到打中堵水部位,需有足够用来观测和试验的钻孔,钻探工作量是很大的,因此必须遵循合理的布孔原则。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治2、注堵不同部位切断淹井水源恢复被淹矿井实例
(一)淄傅北大井先堵断层等夺水通道尔后排水恢复被淹矿井淄博北大井于1935年5月13日发生奥陶系灰岩含水层突水,突水量达443m3/min,仅78小时就淹没了全并,使530余名矿工遇难。
突水通道为周瓦庄断层,断层落差28-30m,断层带上宽下窄,具有良好导水性。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治布置3排钻孔,第一排孔布置在断层下盘,穿过断层、徐家庄灰岩(下称徐灰)进入奥灰20m,对徐灰和奥灰注浆。
第二排孔直穿周瓦庄断层,过断层进入奥灰20m,对断层破碎带和奥次注浆。
第三排孔位于断层上盘,穿过徐灰,在奥灰顶部过断层进入下盘奥灰15m,对徐灰断层带及奥灰注浆。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治
(二)焦作冯营矿先封堵合水层、断层带及煤层底板突水通路尔后排水恢复被淹矿井焦作冯营矿西部边界为一导水的下庄断层,断距55m。
井田位于断层上盘,L8灰岩与下盘富水的L2灰岩对接,大煤煤层与下盘L2灰岩垂距为38m,并对该断层留有防水煤柱。
由于五里源小煤窑违章开采了大煤煤层防水煤往,1979年11月当小煤窑开拓距下庄断层12m处时,底鼓突水,突水量大于37m3/min,使冯营矿全井被淹。
矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治矿井水害与防治(三)安阳铜冶煤矿先封堵陷落往后排水恢复被淹矿井安阳钢冶煤矿年产量21万t。
1965年8月25日在103工作面下顺槽打确定巷道前进方向的超前钻孔时,发生钻孔出水,初始出水量0.5m3/min,随着水流冲刷涌水逐增,12小时后水量猛增至23.3m3/min,大于该矿排水能力,至30日全井被淹。
其突水水源为奥陶系灰岩含水层,突水通道为陷落柱。
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