高承壓巖溶水體上煤層開采底板水害防控技術及其應用

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究目的和意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3 研究內(nèi)容與方法 6
1.3.1 主要研究內(nèi)容 6
1.3.2 主要研究方法與技術路線 6
1.4 研究工作過程 8
第2章 恒源煤礦礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)基本特征 9
2.1 礦井基本概況 9
2.2 礦井地質(zhì)特征 10
2.2.1 礦井地層特征 10
2.2.2 礦井主采煤層特征 12
2.2.3 礦井構造特征 14
2.3 水文地質(zhì)特征 20
2.3.1 區(qū)域水文地質(zhì)概況 20
2.3.2 礦井水文地質(zhì)特征 21
第3章 礦井水文地質(zhì)條件補充勘探 36
3.1 礦井補充勘探的必要性 36
3.1.1 礦區(qū)煤炭資源勘探特點 36
3.1.2 礦區(qū)煤炭資源勘探存在的主要問題與探采對比分析 36
3.1.3 礦井補充勘探方法 38
3.1.4 礦井水文地質(zhì)補充勘探的必要性 40
3.2 深部水文地質(zhì)地震勘探 40
3.2.1 深部水文地質(zhì)三維地震勘探 40
3.2.2 三維地震勘探資料精細解釋 41
3.3 地面瞬變電磁法勘探 50
3.3.1 電法勘探原理及測區(qū)電性特征 50
3.3.2 工程概況 50
3.3.3 資料處理 51
3.3.4Ⅱ62采區(qū)瞬變電磁勘探成果 52
3.3.5Ⅱ63采區(qū)瞬變電磁勘探成果 64
3.4 水文地質(zhì)鉆探 75
3.5 水文地質(zhì)試驗 76
3.5.1 放水試驗目的和任務 76
3.5.2 放水試驗工程布置與實施 77
3.5.3 放水試驗觀測資料整理分析與成果評價 79
3.5.4 水化學監(jiān)測與分析 92
3.5.5 太灰含水層可疏放性評價 98
3.5.6 資料分析與求參結(jié)果討論 99
第4章 恒源礦井山西組煤層底板巖層工程地質(zhì)特征 101
4.1 山西組6煤層底板巖性特征 101
4.1.16 煤層底板巖層巖石組成 101
4.1.26 煤層底板巖層組合特征 101
4.1.36 煤層底板巖層厚度分布特征 103
4.1.46 煤層底板巖性類型 105
4.26 煤層底板巖石力學特性 107
4.2.16 煤層底板巖石力學性質(zhì)測試與評價 107
4.2.2 底板巖石水理性質(zhì)特征 110
4.2.3 底板巖石三軸滲透試驗 111
4.36 煤層底板結(jié)構類型 115
4.4 工作面底板巖體結(jié)構的聲波探測 121
4.4.1 波速測試方法及結(jié)果 121
4.4.2 測試結(jié)果分析 122
4.4.3 底板巖體結(jié)構分析 124
4.5 工作面底板巖體阻水質(zhì)量分級評價 125
4.5.1 煤層底板巖體分級因素及其確定 126
4.5.2 煤層底板巖體分級在突水評價上的應用 128
第5章 太原組上段灰?guī)r巖溶發(fā)育特征及其介質(zhì)空間結(jié)構類型 132
5.1 淮北礦區(qū)太原組灰?guī)r巖性特征 132
5.1.1 太原組灰?guī)r巖石學特征 132
5.1.2 太原組灰?guī)r沉積環(huán)境 135
5.2 太原組上段灰?guī)r厚度分布特征 136
5.3 太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育特征 138
5.4 基于底板改造成孔與注漿信息的太原組灰?guī)r巖溶含水層結(jié)構評價 140
5.4.1 太原組灰?guī)r上段各層灰?guī)r出水特征 140
5.4.2 太原組灰?guī)r上段各層灰?guī)r出水量與注漿量的相關性 143
5.4.3 太原組灰?guī)r上段同層灰?guī)r出水孔單孔平均出水量與注漿量隨深度變化特征 144
5.4.4 注漿鉆窩出水量與注漿量分布特征 145
5.4.5 太灰?guī)r溶含水介質(zhì)空間結(jié)構類型 148
第6章 底板高承壓巖溶水體上煤層開采疏水降壓控水技術 153
6.1 帶壓開采評價 153
6.2 疏水降壓控水技術適用條件 158
6.2.1 疏水降壓控水技術含義 158
6.2.2 疏水降壓控水技術的水文工程地質(zhì)條件分析 161
6.3 疏水降壓方案設計要點 161
6.4 疏水降壓控水技術實施過程與效果評價——以恒源煤礦Ⅱ614工作面疏水降壓控水技術為例 162
6.4.1 疏放水方案設計與實施 162
6.4.2 疏水降壓實施效果分析 167
6.4.3 底板局部異常區(qū)（或斷層帶）注漿加固 170
6.4.4 工作面回采情況與結(jié)果討論 173
第7章 底板注漿加固與含水層改造控水技術 177
7.1 概述 177
7.2 底板注漿改造控水技術的水文工程地質(zhì)條件分析 178
7.3 底板注漿改造控水技術方案實施過程 178
7.3.1 地面注漿站的建立 178
7.3.2 底板注漿加固與含水層改造技術實施方案及過程控制 180
7.4 底板注漿加固與含水層改造控水技術示范工程及效果評價——以恒源煤礦Ⅱ6111工作面底板注漿加固與含水層改造工程為例 191
7.4.1 工作面基本條件 191
7.4.2 工作面主要水害威脅程度分析 194
7.4.3 工作面防治水技術路線 195
7.4.4 工作面防治水工程設計 195
7.4.5 工作面水文地質(zhì)條件探查 196
7.4.6 工作面底板注漿工程 203
7.4.7 工作面底板注漿效果評價 205
7.4.8 工作面安全性評價 208
7.4.9 工作面回采情況與效益分析 209
第8章 地面定向順層鉆孔底板灰?guī)r含水層區(qū)域超前注漿改造控水技術 210
8.1 底板巖溶含水層地面定向順層鉆孔注漿應用概況 210
8.2 地面定向順層鉆孔底板灰?guī)r含水層區(qū)域超前注漿改造過程控制關鍵技術 212
8.2.1 順層鉆進注漿加固目的層選擇原則 213
8.2.2 鉆孔布設方位和間距設計依據(jù) 213
8.2.3 鉆孔結(jié)構設計 218
8.2.4 注漿動態(tài)壓力與注漿材料耦合技術 220
8.2.5 注漿控制工藝 223
8.2.6 鉆探關鍵技術 224
8.2.7 注漿關鍵技術 226
8.2.8 治理效果綜合評價與檢驗方法 226
8.3 地面定向順層鉆進底板灰?guī)r含水層超前注漿改造控水技術示范工程與效果分析——以恒源煤礦Ⅱ633工作面里段注漿改造工程為例 227
8.3.1 治理區(qū)域概況 227
8.3.2 工程設計 228
8.3.3 工程施工概況 234
8.3.4 效果檢驗與分析 240
8.3.5Ⅱ633工作面里段回采安全性評價與效益分析 251
第9章 底板水害監(jiān)測預警技術及工程應用 255
9.1 礦井水害監(jiān)測預警技術研究概況 255
9.2 水文地質(zhì)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 257
9.3 底板水害監(jiān)測預警技術 257
9.3.1 煤層底板水害預警系統(tǒng)的構成 258
9.3.2 水害預警的基本原理 260
9.3.3 臨突預報判據(jù)及突水預警準則 261
9.3.4 恒源煤礦Ⅱ621工作面水害預警工程 262
9.3.5 恒源煤礦Ⅱ617綜采工作面底板水害預警工程 265
參考文獻 270