為建立系統(tǒng)的超前區(qū)域水害探查治理技術(shù)體系,分析概括我國石炭–二疊紀煤田煤層賦存及水文地質(zhì)條件,從水害治理工程的系統(tǒng)性出發(fā),圍繞我國煤層底板水害超前區(qū)域治理工程施工過程中鉆孔施工條件、層位選取、鉆進工藝3個主要因素,概化形成適用于我國華北型煤田地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的底板含水層注漿改造模式。綜合考慮煤層埋深、煤層底板承受水壓、底板巖層結(jié)構(gòu)組合等判識指標,確定了各類治理模式的選擇準則;結(jié)合鉆孔布設(shè)、注漿材料2項指標,進一步劃分出超前區(qū)域治理亞類模式。以淮北礦區(qū)、韓城礦區(qū)2個典型超前區(qū)域治理工程實踐為例,分析了各區(qū)域治理模式的選取原則及工程應(yīng)用效果。研究成果對指導我國煤層底板含水層超前區(qū)域治理工程模式選擇與底板注漿工程實施具有重要理論指導作用。

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【部分圖文】：

圖1 我國華北型煤田典型地層結(jié)構(gòu)柱狀

我國華北型煤田普遍缺失上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)，石炭–二疊紀地層直接覆蓋在中奧陶統(tǒng)巨厚灰?guī)r之上。煤層底板主要地層包括太原組灰?guī)r、泥巖互層，本溪組鋁土質(zhì)泥巖，奧陶系峰峰組、馬家溝組灰?guī)r地層(圖1)。1.1煤層底板充水因素

圖2 煤層底板灰?guī)r含水層充水結(jié)構(gòu)

根據(jù)華北型煤田地層結(jié)構(gòu)，煤層回采后產(chǎn)生底板擾動破壞帶，在隔水層較薄時裂隙帶易直接導通底板含水層；同時，潛在的斷層、陷落柱等垂向?qū)畼?gòu)造，易直接(或間接)導通底板太原組薄層灰?guī)r、奧陶系厚層灰?guī)r含水層，造成底板突水事故[4](圖2)。由此可知，華北型煤田煤層開采過程中，底板突水威脅主....

圖3 華北型煤田奧陶系厚度等值線

華北型煤田奧陶系中下統(tǒng)發(fā)育較全，而中統(tǒng)上部和上統(tǒng)在大部分地區(qū)缺失。奧陶系總厚度約300～1600m(不包括平?jīng)鼋M、背鍋山組)，為一套穩(wěn)定的碳酸鹽巖建造。華北型煤田奧陶紀地層總厚度變化規(guī)律如圖3所示。由此可知，在整個華北型煤田區(qū)，奧陶系灰?guī)r地層全區(qū)發(fā)育且厚度大，是超前區(qū)域治理主....

圖4 注漿改造層位選擇準則

薄層灰?guī)r頂?shù)装寰鶠槟鄮r隔水地層，注漿時屬于全封閉頂?shù)子薪缃Y(jié)構(gòu)，漿液在頂?shù)捉鐑?nèi)順層擴散，注漿效果好，是優(yōu)先選擇層位[14]。但是，對于煤層底板到奧灰間距較小的礦井，改造薄層灰?guī)r難以滿足防治水的要求，需選擇奧灰頂部相對隔水的風化充填帶、垂向?qū)炙畮游贿M行改造[15]。其具體層位選....

本文編號：4026719