煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件

煤礦突水點(diǎn)井下動水注時堵技術(shù)研究與應(yīng)用煤礦突水點(diǎn)井下動水注時堵技術(shù)1煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)研究與應(yīng)用概況1、華北型煤田存在的水文地質(zhì)問題華北型煤田是我國石炭二疊紀(jì)聚煤期形成的重要煤田,面積約110多萬km2,煤炭年產(chǎn)量占全國原煤產(chǎn)量的60%以上。在我國能源工業(yè)中占有舉足輕重的位置華北型煤田目前開釆的主要是石炭二疊系煤層,在煤系地層中分布有數(shù)層石炭系薄層灰?guī)r(以下簡稱為薄灰其下為巨厚的奧陶系灰?guī)r(以下簡稱為奧灰)。由于奧灰含水層溶洞和裂隙發(fā)育,富水性極強(qiáng),加上斷裂構(gòu)造復(fù)雜,使得煤層回采過程中,受到嚴(yán)重的巖溶水害威脅煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)2①礦井突水頻繁突水量大且時刻受到特大型突水的威脅按照水文地質(zhì)條件的差異及復(fù)雜程度,我國共劃分為6個煤礦水害區(qū)(圖1-1),最為嚴(yán)重的煤礦水害主要分布在華北和華南區(qū),其中以華北地區(qū)尤為突出據(jù)統(tǒng)計,華北地區(qū)從1956年到2019年共突水2000余次,淹井250余次,死亡近兩千人,直接經(jīng)濟(jì)損失近百億元河南煤田位于華北型煤田南端,同樣受底板灰?guī)r的水害威脅。最近幾年,義煤新安煤礦、鞏義市西村鎮(zhèn)西洼煤礦、鄭州煤電集團(tuán)弋灣煤礦新平井、伊川縣奮進(jìn)煤礦黃村分礦等相繼發(fā)生突水淹井事故,造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。國家投資40億元的永城煤電集團(tuán),目前礦井涌水量已達(dá)到礦井設(shè)計排水能力,礦井安全受到嚴(yán)重威脅①礦井突水頻繁突水量大且時刻受到特大型突水的威脅3圖例:(1)華北石炭二疊紀(jì)煤田的巖溶——裂隙水水害區(qū);(2)華南晚二疊紀(jì)煤田的巖溶水水害區(qū);(3)東北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū);(4)西北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū);(5)西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害區(qū);(6)臺灣第三紀(jì)煤田的裂隙—孔隙水水害區(qū)圖1-1我國煤礦水害分布圖圖例:(1)華北石炭二疊紀(jì)煤田的巖溶——裂隙水水害區(qū);(2)4②水害壓煤數(shù)量大我國是煤礦水害“壓煤”最多的國家,全國統(tǒng)配煤礦共601處,受水威脅的礦井285處,占47.5%。受水害威脅導(dǎo)致不能開采的煤炭上百億噸,占總儲量的31“壓煤”數(shù)量巨大。在華北煤田中的一些大水礦區(qū),受水威脅的煤炭儲量竟高達(dá)礦井總儲量的45%以上。③經(jīng)常性涌水量大、排水費(fèi)用高華北型煤田各大水礦區(qū)經(jīng)常性涌水量一直居高不下,由此導(dǎo)致排水量大、排水費(fèi)用高。不但提升了煤炭成本,而且浪費(fèi)了寶貴潔凈的地下水資源。全國每年用于排水的費(fèi)用高達(dá)50多億元,河南省年排水費(fèi)用也高達(dá)3億多元,焦作礦區(qū)年排水費(fèi)用為8000萬元。此外,經(jīng)常性大流量排水使礦井排水系統(tǒng)處于極限運(yùn)行狀態(tài),時刻威脅著礦井和礦工生命的安全。②水害壓煤數(shù)量大52、焦作礦區(qū)水文地質(zhì)問題①受水威脅儲量巨大,水害壓煤嚴(yán)重焦作礦區(qū)受水威脅儲量約60132.6萬噸,目前僅解放4685.0萬噸,尚有92.2%約55447.6萬噸的儲量等待解放。特別是位于石炭系薄層灰?guī)r下的一煤(儲量9462萬噸)的局部,一2煤(儲量27909萬噸)的全部,總計37371萬噸,受水威脅最為嚴(yán)重,不能正常開采②礦井經(jīng)常涌水量大、排水費(fèi)用高、經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重焦作礦區(qū)是全國著名的水大礦區(qū)之一,歷年來曾發(fā)生0m3/min以上的突水500余次,其中10m3/min以上的突水72次,最大一次突水320m3/min。全區(qū)總涌水量高達(dá)400~500m3/min。突水后造成淹采區(qū)14次,淹井17次,經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3億多元。隨著排水量的增加及電價的提高,2、焦作礦區(qū)水文地質(zhì)問題62019年焦作煤業(yè)集團(tuán)公司所屬的8對生產(chǎn)礦井,總涌水量達(dá)282m3/min,排水費(fèi)用高達(dá)8000萬元,噸煤排水電費(fèi)高達(dá)20~30元3、焦作礦區(qū)水害防治理論及技術(shù)研究現(xiàn)狀針對上述嚴(yán)重的水害威脅狀況,焦作礦區(qū)除了正常留設(shè)底板隔水巖柱外,自上世紀(jì)50年代還投入了大量的人力物力,開展了一系列的防治水理論研究工作并采取了多種防治水措施①淺部帷幕注漿截流2019年焦作煤業(yè)集團(tuán)公司所屬的8對生產(chǎn)礦井,總涌水量713Q41Qo.1-°一338y工201圖1-2九里山礦淺部截流工程平面圖13Q48焦作煤田總體為一單斜構(gòu)造,在地層淺部隱伏露頭附近,各含水層通過第四系底礫巖發(fā)生密切的水力聯(lián)系,淺部帷幕注漿截流(圖1-2)就是在L灰?guī)r隱伏露頭附近對第四系底礫巖和Ls灰?guī)r隱伏露頭進(jìn)行注漿,切斷Ls灰?guī)r與其它強(qiáng)含水層的水力聯(lián)系,使L3灰?guī)r隱伏露頭帶由強(qiáng)補(bǔ)給邊界變?yōu)槿跹a(bǔ)給邊界,減少L灰?guī)r的補(bǔ)給量,降低L灰?guī)r的突水威脅及突水量。如九里山礦一二采區(qū)淺部帷幕注漿,共注入砂子2332.48m3,水泥2477.07噸,而礦井涌水量僅減少6~7m3/min。這說明Ls灰?guī)r補(bǔ)給范圍廣,補(bǔ)給量大,局部截流是難以根治水害的②疏水降壓強(qiáng)排焦作煤田總體為一單斜構(gòu)造,在地層淺部隱伏露頭附9圖1-4九里山井底大泵房圖1-4九里山井底大泵房10煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件11煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件12煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件13煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件14煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件15煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件16煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件17煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件18煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件19煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件20煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件21煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件22煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件23煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件24煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件25煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件26煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件27煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件28煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件29煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件30煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件31煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件32煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件33煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件34煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件35煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件36煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件37煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件38煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件39煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件40煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件41煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件42煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件43煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件44煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件45煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件46煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件47煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件48煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件49煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件50煤礦突水點(diǎn)井下動水注時堵技術(shù)研究與應(yīng)用煤礦突水點(diǎn)井下動水注時堵技術(shù)51煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)研究與應(yīng)用概況1、華北型煤田存在的水文地質(zhì)問題華北型煤田是我國石炭二疊紀(jì)聚煤期形成的重要煤田,面積約110多萬km2,煤炭年產(chǎn)量占全國原煤產(chǎn)量的60%以上。在我國能源工業(yè)中占有舉足輕重的位置華北型煤田目前開釆的主要是石炭二疊系煤層,在煤系地層中分布有數(shù)層石炭系薄層灰?guī)r(以下簡稱為薄灰其下為巨厚的奧陶系灰?guī)r(以下簡稱為奧灰)。由于奧灰含水層溶洞和裂隙發(fā)育,富水性極強(qiáng),加上斷裂構(gòu)造復(fù)雜,使得煤層回采過程中,受到嚴(yán)重的巖溶水害威脅煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)52①礦井突水頻繁突水量大且時刻受到特大型突水的威脅按照水文地質(zhì)條件的差異及復(fù)雜程度,我國共劃分為6個煤礦水害區(qū)(圖1-1),最為嚴(yán)重的煤礦水害主要分布在華北和華南區(qū),其中以華北地區(qū)尤為突出據(jù)統(tǒng)計,華北地區(qū)從1956年到2019年共突水2000余次,淹井250余次,死亡近兩千人,直接經(jīng)濟(jì)損失近百億元河南煤田位于華北型煤田南端,同樣受底板灰?guī)r的水害威脅。最近幾年,義煤新安煤礦、鞏義市西村鎮(zhèn)西洼煤礦、鄭州煤電集團(tuán)弋灣煤礦新平井、伊川縣奮進(jìn)煤礦黃村分礦等相繼發(fā)生突水淹井事故,造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。國家投資40億元的永城煤電集團(tuán),目前礦井涌水量已達(dá)到礦井設(shè)計排水能力,礦井安全受到嚴(yán)重威脅①礦井突水頻繁突水量大且時刻受到特大型突水的威脅53圖例:(1)華北石炭二疊紀(jì)煤田的巖溶——裂隙水水害區(qū);(2)華南晚二疊紀(jì)煤田的巖溶水水害區(qū);(3)東北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū);(4)西北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū);(5)西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害區(qū);(6)臺灣第三紀(jì)煤田的裂隙—孔隙水水害區(qū)圖1-1我國煤礦水害分布圖圖例:(1)華北石炭二疊紀(jì)煤田的巖溶——裂隙水水害區(qū);(2)54②水害壓煤數(shù)量大我國是煤礦水害“壓煤”最多的國家,全國統(tǒng)配煤礦共601處,受水威脅的礦井285處,占47.5%。受水害威脅導(dǎo)致不能開采的煤炭上百億噸,占總儲量的31“壓煤”數(shù)量巨大。在華北煤田中的一些大水礦區(qū),受水威脅的煤炭儲量竟高達(dá)礦井總儲量的45%以上。③經(jīng)常性涌水量大、排水費(fèi)用高華北型煤田各大水礦區(qū)經(jīng)常性涌水量一直居高不下,由此導(dǎo)致排水量大、排水費(fèi)用高。不但提升了煤炭成本,而且浪費(fèi)了寶貴潔凈的地下水資源。全國每年用于排水的費(fèi)用高達(dá)50多億元,河南省年排水費(fèi)用也高達(dá)3億多元,焦作礦區(qū)年排水費(fèi)用為8000萬元。此外,經(jīng)常性大流量排水使礦井排水系統(tǒng)處于極限運(yùn)行狀態(tài),時刻威脅著礦井和礦工生命的安全。②水害壓煤數(shù)量大552、焦作礦區(qū)水文地質(zhì)問題①受水威脅儲量巨大,水害壓煤嚴(yán)重焦作礦區(qū)受水威脅儲量約60132.6萬噸,目前僅解放4685.0萬噸,尚有92.2%約55447.6萬噸的儲量等待解放。特別是位于石炭系薄層灰?guī)r下的一煤(儲量9462萬噸)的局部,一2煤(儲量27909萬噸)的全部,總計37371萬噸,受水威脅最為嚴(yán)重,不能正常開采②礦井經(jīng)常涌水量大、排水費(fèi)用高、經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重焦作礦區(qū)是全國著名的水大礦區(qū)之一,歷年來曾發(fā)生0m3/min以上的突水500余次,其中10m3/min以上的突水72次,最大一次突水320m3/min。全區(qū)總涌水量高達(dá)400~500m3/min。突水后造成淹采區(qū)14次,淹井17次,經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3億多元。隨著排水量的增加及電價的提高,2、焦作礦區(qū)水文地質(zhì)問題562019年焦作煤業(yè)集團(tuán)公司所屬的8對生產(chǎn)礦井,總涌水量達(dá)282m3/min,排水費(fèi)用高達(dá)8000萬元,噸煤排水電費(fèi)高達(dá)20~30元3、焦作礦區(qū)水害防治理論及技術(shù)研究現(xiàn)狀針對上述嚴(yán)重的水害威脅狀況,焦作礦區(qū)除了正常留設(shè)底板隔水巖柱外,自上世紀(jì)50年代還投入了大量的人力物力,開展了一系列的防治水理論研究工作并采取了多種防治水措施①淺部帷幕注漿截流2019年焦作煤業(yè)集團(tuán)公司所屬的8對生產(chǎn)礦井,總涌水量5713Q41Qo.1-°一338y工201圖1-2九里山礦淺部截流工程平面圖13Q458焦作煤田總體為一單斜構(gòu)造,在地層淺部隱伏露頭附近,各含水層通過第四系底礫巖發(fā)生密切的水力聯(lián)系,淺部帷幕注漿截流(圖1-2)就是在L灰?guī)r隱伏露頭附近對第四系底礫巖和Ls灰?guī)r隱伏露頭進(jìn)行注漿,切斷Ls灰?guī)r與其它強(qiáng)含水層的水力聯(lián)系,使L3灰?guī)r隱伏露頭帶由強(qiáng)補(bǔ)給邊界變?yōu)槿跹a(bǔ)給邊界,減少L灰?guī)r的補(bǔ)給量,降低L灰?guī)r的突水威脅及突水量。如九里山礦一二采區(qū)淺部帷幕注漿,共注入砂子2332.48m3,水泥2477.07噸,而礦井涌水量僅減少6~7m3/min。這說明Ls灰?guī)r補(bǔ)給范圍廣,補(bǔ)給量大,局部截流是難以根治水害的②疏水降壓強(qiáng)排焦作煤田總體為一單斜構(gòu)造,在地層淺部隱伏露頭附59圖1-4九里山井底大泵房圖1-4九里山井底大泵房60煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件61煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件62煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件63煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件64煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件65煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件66煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件67煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件68煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件69煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件70煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件71煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件72煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件73煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件74煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件75煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件76煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件77煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件78煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件79煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件80煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件81煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件82煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件83煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件84煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件85煤礦突水點(diǎn)井下動水注漿封堵技術(shù)課件86煤礦突水