底礫含水層特大突水災(zāi)害的封蓋治理技術(shù).doc
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底礫含水層特大突水災(zāi)害的封蓋治理技術(shù) 1問題的提出 2001年11月24日,皖北煤電集團(tuán)公司祁東煤礦東翼-420m水平試采3222傾斜長壁工作面,在推進(jìn)48m時,發(fā)生了第四系底部礫石含水層1570m3/h特大突水淹井災(zāi)害,給國家和企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)“四含”水文長觀孔水位觀測,突水后水溫變化特點、水質(zhì)化驗資料和防水煤巖柱構(gòu)成,分析出水水源為第四系底“四含”水;導(dǎo)水通道可能為采動裂隙溝通風(fēng)化網(wǎng)絡(luò)裂隙;或工作面中部存在有垂向?qū)芽p帶,使四含水下瀉所致。 2工作面概況 首采的3222工作面位于一平二采區(qū),起止標(biāo)高為-420~-540m,長800m,寬150m。為傾斜條帶綜采工作面,煤巖柱高度63~73m。煤層厚度平均2.5m,平均傾角 10左右。第四系松散層厚370m,其底界標(biāo)高為-358m。32煤層直接頂為泥巖,厚度1.83~2.41m;老頂為砂巖,厚0.89~10.41m;底板巖性為粉細(xì)砂巖為主,厚度28.82m;底板巖性粉細(xì)砂巖,厚度約15m左右。 3突水災(zāi)害的封蓋治理 3.1治理目標(biāo)與技術(shù)難點 治理目標(biāo)是要把“四含”水進(jìn)入煤系地層和工作面的主要導(dǎo)水通道予以徹底封堵,消除隱患,保障安全生產(chǎn)。經(jīng)分析認(rèn)為上述導(dǎo)水通道大體有兩種:一是“四含”與基巖直接接觸部位的風(fēng)化網(wǎng)絡(luò)裂隙滲透補給通道;二是存在于上部基巖段中,不規(guī)則的垂向?qū)ǖ溃ò?gòu)造裂等)及其與采動冒裂帶的延伸與結(jié)合。其治理的主要技術(shù)難點是: (1)如何正確分析判斷突水來水通道的隱伏部位和如何通過少量鉆孔進(jìn)行有效、有控制的注漿封堵。 (2)如何正確確定冒裂帶的上部邊界和通過少量鉆孔實現(xiàn)對采空區(qū)和冒裂帶充分的充填灌注,并使固體的硬度達(dá)到最適宜的程度。 (3)如何盡可能擴(kuò)大本次注漿的有效充填范圍,并使各孔之間的“注入體”實現(xiàn)有效的連接和盡可能地向周邊地區(qū)延展,以改善其相鄰采區(qū)、工作面的生產(chǎn)條件,盡可能防止?jié){液的無效擴(kuò)散。 (4)如何通過漿液配比的調(diào)控,使早期注入的漿體、中期注入的漿體以及晚期注入的漿體,通過加壓脫水大體上達(dá)到同期凝結(jié)的目的,并使注漿壓力和單位時間注入量等達(dá)到可隨機(jī)調(diào)整、控制使每一次注漿的有效性和合理性得到提高。 (5)根據(jù)注漿的特點和專門要求,在注漿的配套設(shè)備和工藝、技術(shù)方面必須克服和解決以下難點;①粘土水泥漿的日造漿、注漿能力不小于300m3/d;②純高稠度水泥漿的造漿能力不小于25m3/h,單孔最大注漿能力不小于800L/min,最小注入量不大于80L/min;整個造漿注漿系統(tǒng)具有連續(xù)配制漿液和能高壓(20MPa)壓注比重高達(dá)1.9的高稠度漿的能力。 3.2封水層厚度的計算 封水層由所投砂石子和其后注入水泥漿膠結(jié)形成的壓漿混凝土構(gòu)成,起到止水“加蓋”的作用,必須有一定的厚度和強(qiáng)度才能阻隔上部“四含水”的涌入,見圖1。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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