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產品詳情
潞安黑龍煤業
潞安黑龍煤業
產品詳情

1、項目背景:

  山西潞安集團蒲縣黑龍煤業有限公司于2009年由原五座煤礦整合而成,企業主體為山西潞安礦業(集團)有限責任公司。整合后的山西潞安集團蒲縣黑龍煤業有限公司擬在礦井北部首采太原組11#煤,新建了主、副斜井。副斜井井口坐標為X: 4013581.193,Y:19521594.626,Z:+1241.926 (頂板);巷道傾角18°,斷面高3.85m,寬4.50m;主斜井井口坐標為X:4013553.501,Y:19521629.271,Z:+1240.406 (頂板),巷道傾角16°,斷面高3.85m,寬4.50m。主、副斜井均采用噴網、錨索、錨桿聯合支護的方式。

   根據礦井地質資料,黑龍煤礦在接近西溝向斜(S3)的軸部太原組灰巖含水層巖溶裂隙發育不均,構造控水作用明顯:在褶曲軸部附近、轉折端、斷層的上盤等部位,巖溶裂隙較為發育,鉆孔漏水情況嚴重,表明西溝向斜(S3)的軸部是黑龍井田內的主要富水帶。黑龍煤礦普遍發育的太原組灰巖主要分為三層,厚度總計約20m,其由上至下的層位編號依次為K4、K3、K2,其中,K2灰巖為11煤層頂板直接充水含水層。根據斜井設計,主、副井掘進都將直接揭露到這三層灰巖含水層,由此可能通過向斜軸部裂隙帶與下部灰巖含水層相溝通。

   根據勘探資料及斜井掘進揭露的太原組灰巖知,黑龍煤礦西溝向斜軸部發育的太原組K4灰巖比較特殊,一者裂隙特別發育,溶蝕現象嚴重,但發育不均,二者裂隙中有軟土充填,軟土黃色,流塑,質純,無腥臭味,軟土的存在降低了裂隙的溝通性,像這種含水巖層的注漿治理是極少遇到的,至今還沒有類似工程的報道。如采用常規的注漿方法,由于裂隙有充填物的影響,漿液的擴散規律很難把握,由于裂隙的溝通性差可能形成漿液擴散的盲區,這樣將對井巷掘進施工安全將帶來較大隱患。

2、研究內容及方法:

   本項目研究的內容及方法主要包括以下四點:

   (1)收集整理已有礦井水文地質、鉆孔柱狀資料,結合斜井施工資料,分析黑龍礦井主、副斜井11煤頂板灰巖含水層的含水性及井筒涌水特點,制定副斜井涌水點的封堵方案和超前底板預注漿段探水、注漿堵水設計;

   (2)根據副斜井超前探水、注漿堵水施工情況,提出主、副斜井后續掘井的超前探水、超前預注漿堵水總體技術方案;

   (3)根據兩幫及頂板圍巖裂隙發育特點、出水情況,結合主、副斜井超前底板注漿封水效果,及時優化各超前注漿分段的施工設計,直至主副斜井落底;

   (4)通過理論分析及現場實踐,總結出軟粘土充填裂隙注漿治理的特殊性及難點,優選出軟粘土治理的技術對策及基本方法。

3、主要創新點:

   (1)本項目關于軟粘土充填巖石裂隙注漿治理的專項研究在國內外尚屬首次,在理論上對注漿研究具有貢獻意義,在解決實際工程問題上都具有應用價值;

   (2)項目的研究揭示了軟粘土的來源,并從軟土的自然釋放、對漿液擴散的影響及對充填體穩定性的影響三個方面揭示軟粘土對注漿的不利影響;

   (3)提出軟粘土治理的技術對策,從注漿孔布設、注漿參數設計及注漿工藝控制上對原注漿措施進行改進,以適應軟粘土的治理。

4、實際應用情況:

   本項目共計提出相關注漿方案設計6個,施工總結報告3個,對于兩斜井過太原組灰巖的治理提出全方位的治理設計,并在項目進行過程中對注漿方案進行逐漸深化改進,最終形成一整套關于軟粘土注漿治理的有效方法及工藝系統。

   通過本項目對于副斜井斜長536m、566m涌水點進行有效治理,由原來的單點涌水量80m3/h、140m3/h,治理后殘余水量0 m3/h,涌水被完全控制。通過本項目對兩斜井的太原組K4灰巖進行有效的注漿治理,有效的克服了軟粘土的不利影響,把原來主、副斜井的預計涌水200 m3/h左右,分別控制到3 m3/h以下,注漿成功率達到98%以上,保證了兩斜井掘進施工的安全。