基于承压水单孔放水实验的底板水害精准注浆防治

李涛, 高颖, 艾德春, 杨军伟, 冯海, 薛卫锋, 赵国杰

李涛, 高颖, 艾德春, 等. 基于承压水单孔放水实验的底板水害精准注浆防治[J]. 煤炭学报, 2019, (8): 2494-2501. DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.KJ19.0389
引用本文: 李涛, 高颖, 艾德春, 等. 基于承压水单孔放水实验的底板水害精准注浆防治[J]. 煤炭学报, 2019, (8): 2494-2501. DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.KJ19.0389
LI Tao, GAO Ying, AI Dechun, et al. Floor precise grouting for prevention and control of water based on confined water single-hole drainage experiment[J]. Journal of China Coal Society, 2019, (8): 2494-2501. DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.KJ19.0389
Citation: LI Tao, GAO Ying, AI Dechun, et al. Floor precise grouting for prevention and control of water based on confined water single-hole drainage experiment[J]. Journal of China Coal Society, 2019, (8): 2494-2501. DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.KJ19.0389

基于承压水单孔放水实验的底板水害精准注浆防治

Floor precise grouting for prevention and control of water based on confined water single-hole drainage experiment

  • 摘要: 我国华北型煤田普遍受底板承压水威胁,底板注浆改造是承压水害防治的有效途径。但注浆改造层位多为非均质的灰岩,其注浆地质条件复杂多变,使得注浆工程效率有限。为了提高底板注浆水害防治的效率,开展基于承压水单孔放水实验的底板精准注浆研究。以渭北煤田,特别是澄合矿区董家河煤矿为研究背景。在分析研究区底板水害防治特征的基础上,结合底板精准注浆内涵,针对性研发了单孔放水实验装置及配套使用技术。在开展单孔放水实验的基础上,结合突水优势面理论提出了底板分类注浆技术。研究结果表明:通过设置定流量控制阀,可以实现单孔放水实验,获取承压水的渗透系数K和富水系数q等参数。结合环向非完整井的设计,可以获取承压水水平方向上主要的径流方向。依据单孔放水实验获取的水文参数,结合突水优势面理论,注浆条件类型可以划分为5大类7小类,包括不富水型、Q-S曲线直线Ⅰ型、Q-S曲线直线Ⅱ型、Q-S曲线抛物线Ⅰ型、Q-S曲线抛物线Ⅱ型、Q-S曲线幂函数型、Q-S曲线对数型。依据钻孔注浆条件的重要性,给出了每种类型钻孔的注浆工艺。通过工程实践应用,采用分类注浆技术的注浆工程提高了注浆效率,有效控制了底板水害。研究成果为华北型煤田底板承压水害信息化防治提供了新的技术和设备。
    Abstract: The North China type coalfields are generally threatened by the floor confined water,and the grouting trans-formation of floor is an effective way to prevent and control the confined water disaster. However,most of the grouting transformation layers are heterogeneous limestone,and the grouting conditions are difficult to ascertain,so the efficien-cy of grouting is limited. In order to improve the effect of prevention and control of floor water hazards,the floor precise grouting based on confined water single-hole drainage experiment had been studied. The Weibei Coalfield,especially Dongjiahe Coal Mine in Chenghe Mining Area was taken as the research background. Based on the analysis of the characteristics of floor water hazard prevention and control in the study area,and combined with the connotation of floor precise grouting,a single-hole drainage experimental device and its supporting application technology had been developed. On the basis of single hole drainage experiment,combined with dominant surface water inrush theory,the floor classification grouting technology had been proposed. The results show that the single-hole discharge experiment can be realized by setting a constant flow control valve,and the permeability coefficient K and water enrichment coeffi-cient q of confined water can be obtained. Combined with the design of circumferential incomplete wells,the main run-off direction in the horizontal direction of confined water can be obtained. According to the hydrological parameters ob-tained from the single-hole discharge experiment and based on the dominant surface theory of water inrush,grouting conditions can be divided into five categories and seven sub-categories, including non-water-rich type, Q-S curve straight line type I,Q-S curve straight line type II,Q-S curve parabola type I,Q-S curve parabola type II,Q-S curve power function type,and Q-S curve logarithmic type. According to the importance of different grouting conditions,each type of grouting technology was proposed. The application in engineering practice shows that the grouting project using classified grouting technology improves the efficiency and effectively controls the floor water hazard. The research re-sults provide new technology and equipment for the prevention and control of confined water hazards in the floor of North China Coalfield.
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    1. 高颖,李涛,高永军,李博,高利军,马腾飞,魏巍. 渭北煤田主要充水含水层氢氧同位素特征及指示意义. 煤炭技术. 2024(02): 89-92 . 百度学术
    2. 宋正宇,孙延琛,肖青,陈天赐,李南骏,徐智敏. 张双楼矿24901工作面复合水害评价与综合防治水对策. 煤炭科技. 2024(02): 1-8 . 百度学术
    3. 杨栋. 一种新型钻孔压水试验压力控制设备设计与应用. 陕西煤炭. 2024(09): 127-130+172 . 百度学术
    4. 刘晓攀,李晓斌,王峰,王礼,海四洋,李跃非. 高承压非均质岩溶裂隙含水层精准注浆加固技术研究. 煤炭技术. 2024(09): 189-193 . 百度学术
    5. 隋来才,刘少炜,张普纲,芦文增,赵国贞,高强,赵建忠. 煤矿地下精准注浆技术与发展现状. 煤炭技术. 2024(11): 161-165 . 百度学术
    6. 马洪飞,底俊臣,王国牛,牛延汀,李书宾. 东庞矿西庞井地面区域治理底板承压水技术研究. 建井技术. 2024(06): 42-48 . 百度学术
    7. 唐道增,王永宝,陈建刚,陈军涛,云明,刘磊,郭洪运,傅子群. 黄河北煤田定向钻孔注浆效果的全周期评价方法. 煤炭技术. 2023(01): 151-156 . 百度学术
    8. 陈军涛,朱君,刘磊,李文昕,李光强,张毅,李昊. 定向区域注浆三维模拟试验系统研制及应用. 煤炭科学技术. 2023(07): 179-186 . 百度学术
    9. 冯健,张彪,师素珍,黄辅强,康玉国,张小龙. 黄陇煤田厚层砂岩水害精准注浆防治水技术研究. 煤炭科学技术. 2023(S1): 256-264 . 百度学术
    10. 余国锋,韩云春,任波,徐一帆,樊建勋,王伟. 基于微震与数值模拟的区域改造煤层底板破坏演化机理研究. 煤矿安全. 2023(11): 150-157 . 百度学术
    11. 李回贵,苏德国,孙维,许国胜,王军. 黔北煤田灰岩含水层对开采13号煤层的影响研究. 矿业安全与环保. 2023(06): 130-135 . 百度学术
    12. 刘倩,许光泉,石怡煊,刘晓娟,徐立佳,何文乔. 采区岩溶水文地质条件综合分析及疏放性评价. 宿州学院学报. 2023(12): 44-49 . 百度学术
    13. 柳昭星,董书宁,王皓. 奥陶系灰岩顶部超前区域注浆浆液选配分析. 地下空间与工程学报. 2022(03): 910-924 . 百度学术
    14. 马莲净,赵宝峰,吕玉广. 煤层底板分阶段疏水降压水害防控方法. 中国安全科学学报. 2022(S1): 145-151 . 百度学术
    15. 李飞,孔德中,汪洋,王玉成. 我国煤层底板突水机理与防治研究现状及展望. 煤矿安全. 2022(11): 200-206 . 百度学术
    16. 杨玄应,赵晓勇,宋华英,罗贵靓,周钰昌,王金花. 保水采煤技术现状及智能化未来浅析. 内江科技. 2021(05): 43-44 . 百度学术
    17. 韩云春,刘朝伟,李宁,徐兴东,李志兵,吴基文,翟晓荣. 煤层底板注浆前后采动效应数值模拟对比分析. 采矿技术. 2021(03): 77-79 . 百度学术
    18. 高颖,鲍大忠,赵国杰,薛卫峰,魏巍,马腾飞. 高矿化度矿井水磁化配浆及在巷道过断层中的应用. 中国矿业. 2021(S1): 411-414 . 百度学术
    19. 李殿鑫,阳亦青,张鹏,肖思友. 偕胺肟基改性满江红干粉对水中U(Ⅵ)的吸附. 有色金属工程. 2021(07): 121-128 . 百度学术
    20. 李晓龙. 煤矿井下水砂突涌钻孔封孔技术研发与应用. 煤田地质与勘探. 2021(04): 192-197 . 百度学术
    21. 曹新奇. 柔模无机充填材料在巷道快速密闭中的应用. 中国矿业. 2021(S2): 266-270 . 百度学术
    22. 郑士田,马荷雯,姬亚东. 煤层底板水害区域超前治理技术优化及其应用. 煤田地质与勘探. 2021(05): 167-173 . 百度学术
    23. 曹帅,刘涛,史伟东. 采空区断层裂隙带注浆防治技术应用. 陕西煤炭. 2021(06): 97-103 . 百度学术
    24. 李高鹏. 龙泉矿4301工作面钻孔注浆防治水技术. 江西煤炭科技. 2020(02): 158-161 . 百度学术
    25. 张曼曼,鲁海峰,年宾,姚多喜,张桂芳. 地面注浆加固顶板高掺量粉煤灰水泥浆液材料性能研究. 煤矿安全. 2020(06): 60-65 . 百度学术
    26. 赵双全. 层次分析法在工作面底板突水影响因素分析的应用. 现代矿业. 2020(04): 200-203 . 百度学术
    27. 杨存备. 矿井底板水害针对性治理研究及应用. 煤炭技术. 2020(07): 132-134 . 百度学术
    28. 彭巍,王海,王仲全,卜桂玲. 深厚砂卵石层低温动水条件下咬合桩帷幕材料研发. 煤田地质与勘探. 2020(04): 80-86 . 百度学术
    29. 曹玉超. 基于灰度共生矩阵与回归分析的矿井水灾感知. 工矿自动化. 2020(09): 94-97 . 百度学术
    30. 曹玉超. 基于Gabor域时空泛化建模的矿井水灾感知方法. 工矿自动化. 2020(10): 76-79+86 . 百度学术
    31. 马雄德,严戈,冀瑞君,李勇,贺旭波. 渭北煤田地下水特征及保水采煤研究进展. 煤炭科学技术. 2020(09): 109-116 . 百度学术
    32. 孙文标,胡艳梅,景伟峰,郭兵兵. 底抽巷瓦斯预抽钻孔水害治理技术研究. 中国煤炭地质. 2020(07): 18-20+78 . 百度学术
    33. 郭兵,陈玉华,张海荣. 煤层底板灰岩承压含水层注浆加固改造技术研究与应用. 煤炭与化工. 2019(10): 48-51+55 . 百度学术

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  • 网络出版日期:  2023-04-10
  • 发布日期:  2019-08-30

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