煤矿水害探查与治理技术及发展趋势概要1.ppt

矿井突水后，大断面过水通道底部常存在淤积现象，形成难以驱替的淤积层。淤积层使得注浆结石体在过水通道中难以“生根”，严重影响堵水效果。为了解决这一难题，研发了大断面过水通道“一步法”淤积层置换技术，采用高压射流注浆， 劈裂、分割、置换淤积层，使结石体在过水通道中 “生根”，消除了“溃坝”风险。 * 如遇导水陷落柱，可采取水泥-骨料反过滤快速封堵技术，通过垂直钻孔注粗颗粒骨料、定向钻孔注水泥浆液，骨料和水泥浆液在陷落柱体内相向混合固结，形成陷落柱止水塞，彻底根治水患。 骆驼山煤矿发生岩溶水突水淹井事故，突水量72000m3/h 应用地面快速抢险封堵过水通道技术，仅用31天成功封堵巷道，并有效封堵陷落柱 * 4、煤矿水害探查与治理技术发展趋势 * 我的汇报就到这里，请各位多提宝贵意见！ * 受昆仑-秦岭构造带、阴山构造带、贺兰山构造带及川滇构造带的切割，加上聚煤区的地质、水文地质条件与地貌环境，全国共划分为6个水害隐患区，分别为：华北石炭二叠纪煤田岩溶裂隙水水害区、华南晚二叠世煤田岩溶水水害区、东北侏罗纪煤田裂隙水水害区、西北侏罗纪煤田裂隙水水害区、西藏滇西中生代煤田裂隙水水害区、台湾古近纪煤田裂隙孔隙水水害区 * 华北以底板岩溶水、老空水为主，华南以顶底板岩溶水和老空水为主，东北以顶板松散层孔隙水及砂岩裂隙水、老空水为主，西北以顶板砂岩裂隙水、老空水为主 * 从2000～2015年煤矿重大水害事故起数与死亡人数统计图可见，近年来，煤矿重大水害事故数量及死亡人数总体呈下降趋势，但仍造成重大的经济损失和人员伤亡，水害防治工作依然任重而道远。例如，2016年6月下旬至7月初，贵州省、山西省连续发生4起煤矿水害事故，死亡14人。 * 这张图是2011-2015年煤矿重大水害事故类型的统计图。由图可见，近五年发生的16起重大水害事故中，老空水害事故14起，占87.5%。 * 限于时间，我下面主要汇报老空水、底板水和顶板水探查技术。 * 老空区形态复杂，探查难度大。目前，对老空水探查的方法是物探先行、化探跟进、钻探验证、综合探测，一般采用地面与井下、物探与钻探相结合的勘查思路。通过综合勘查，需要回答如下几个问题：1、有无老空区？2.如果有，老空区的范围多大？是否充水？3.再进一步，如果老空区充水，最好能够预测其水量大小 * 经过十余年来的技术实践，我国逐步形成了“一查、一震、两电、一钻”的老空水探查技术流程 * “一查”是指地面地质调查，这是老空区地面地质调查的照片 * “一震”是指地面三维地震，上图为某矿采空区地面三维地震探测的顺煤层振幅切片，其中白色虚线为矿界，红色区域为正常煤层，蓝色区域是采空区。可以看出，小矿已有明显的越界行为，成为国有大矿安全开采的老空水害隐患。 * 上图为地面瞬变电磁法探测老空区的实例，结合地电剖面图特征，可以初步推断出老空积水线，为井下探放老空水确定警戒线、探水线提供了依据。 * 上述的地面勘查手段，可以对大范围的采空区进行超前探查和圈定，但是对于较小规模的采空区难以探测，如老窑巷道。因此，按照《煤矿防治水规定》的要求，必须开展井下探放水工作，其中井下电法是对掘进巷道前方开展富水区域的超前探测。下图是煤矿井下直流电法探测的结果及解释推断，后来在该低阻区域钻遇老空区，提前疏放老空水20多万方 * 物探结果探测的异常区域，必须采用钻探手段加以验证。井下钻探既可以验证物探成果，如果存在采空区积水，也可以利用钻孔进行超前疏放。如果能够严格执行上述的“一查一震两电一钻”的技术流程，就可以在很大程度合理规避老空水害；反之，就会给煤矿安全生产埋下隐患。2010年王家岭“3.28”矿难就是一个典型实例。 * 2010年王家岭3.28老空透水导致的矿难，究其原因，就是没有严格执行“一查一震两电一钻”的探测流程，仅仅开展了井下直流电法、且在发现异常后又没有钻探验证！ * 陷落柱是造成煤层底板岩溶水害的主要通道，陷落柱探测的物探技术主要包括地面三维地震、井下坑透、槽波地震。 三维地震是地面探查陷落柱的有效手段，该图为淮南某矿陷落柱的地面三维地震剖面特征。 * 单击前：上图为某矿陷落柱的坑透结果，其中红色区域为不透明区，蓝色圈闭为坑透推断的陷落柱；下图为同一工作面的槽波探测结果； 单击后：上图为井下钻探、措施巷等井巷工程实际控制的陷落柱。可以看出：槽波地震圈定的陷落柱范围（下图黑色圈闭），与实际陷落柱的范围（红色圈闭）最为接近。 * 3.煤矿水害治理技术与装备 * 首先介绍一下老空水害的超前治理技术及措施。这是2010年发生在王家岭的老空透水案例，共造成38人死亡、115人受伤，主要就是由老空区积水情况未探明，防水煤柱失效导致的。 老空水害多数是由矿井周边遗留下来的小窑造成的，其数量