1、.PAGE ：.；PAGE 35133淺談肥城礦區(qū)水害防治方法2021級采礦工程專業(yè) 尹德宇 指點教師：孫太慶摘要：經(jīng)過對肥城礦區(qū)水文地質(zhì)條件探查，提出疏水降壓、注漿改造含水層、留足防水煤柱等承壓水害防治措施。關(guān)鍵詞：水文條件 探查 疏降 注漿改造 水害防治1.概略肥城煤田位于魯西臺背斜肥城斷陷盆地內(nèi)，東西走向長22km，南北寬27km，面積98km2，主要可采煤層為31層煤、7層煤、8層煤、9層煤和102層煤。其中，二疊系山西組31層煤，為上組煤，上組煤根本不受水要挾，現(xiàn)已全面開發(fā)，有的礦已開采完；石炭系太原群含7、8、9、102層煤，也稱下組煤，下組煤受煤層底板承壓水要挾嚴重。肥城煤田屬于

2、華北型石炭、二疊系全隱蔽式煤田，水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，煤系基底中奧陶系巖溶-裂隙水水害非常嚴重，全公司60%以上的可采儲量受水要挾。自1965年開采下組煤以來共發(fā)生底板出突水200余次，歷次突水中水量大于1000m3/h的有8次，水量大于30m3/h的有122次。其中1993年1月5日，國家莊礦-210m程度北大巷施工過程中遇到隱伏斷層發(fā)生的底板奧灰突水，突水量達32970m3/h，呵斥礦井被淹，經(jīng)濟損失宏大。因此，搞好礦井水害防治任務(wù)是肥城礦區(qū)保證平安消費的首要義務(wù)。2.肥城礦區(qū)的水文地質(zhì)特征2.1地質(zhì)構(gòu)造肥城煤田斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，根據(jù)目前揭露的資料，共發(fā)育落差大于30m的斷層66條，延展長

3、度184km，落差大于20m30m的斷層88條，延展長度235km，平均每平方公里0.9條、長度2.4km。煤田區(qū)域內(nèi)的主要斷層有馬山斷層、岈山斷層、桃園斷層和肥城斷層。肥城煤田根本是受這些大斷裂控制的單斜構(gòu)造。由于斷層的切割，呵斥四灰、五灰與奧灰地層多處對口接觸，并構(gòu)成多處地塹、地壘構(gòu)造。煤田區(qū)域內(nèi)的大構(gòu)造，普通都作為井田邊境，成為控制礦井水文地質(zhì)邊境條件的主要要素。煤田內(nèi)斷裂構(gòu)造的主要特點是斷層展布方向主要為北東、北北東向，北西向斷層較少且主要發(fā)育在煤田東部；斷層延展間隔 長、數(shù)量多、密度大；斷層多為高角度正斷層，切割深；部分地段層間滑動構(gòu)造明顯；由于斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，呵斥主要含水層水力聯(lián)

4、絡(luò)親密，斷裂構(gòu)造是奧灰補給四灰含水層和五灰含水層的主要通道。2.2含水層肥城礦區(qū)為華北型石炭二疊系晚古生代含煤地層，包括二疊系山西組、石炭系太原群，含煤地層總厚度為250m275m，第四系直接覆蓋在含煤地層之上，煤系基底為奧陶紀、寒武紀石灰?guī)r，地層中的主要含水層有：第四系砂及砂礓含水層；山西組三層煤頂?shù)装迳皫r含水層；太原群第一、二、四層灰?guī)r含水層和9煤頂板泥灰?guī)r含水層；本溪群五灰含水層；奧陶系灰?guī)r含水層。各含水層自上而下詳細表達如下：2.2.1 第四系砂及砂礓含水層第四系厚11.07127m，平均35m左右，南薄北厚，巖性主要由粘土、亞粘土和砂土組成。上部為12層含水砂層與粘土層交互成層，單層

5、總厚度0.911.78m，透鏡狀， 不延續(xù)，單位涌水量q=0.5L/S.m，含水性中等， 水位標(biāo)高為+100+120m， 水質(zhì)為重碳酸氯鈉鈣型HCO3ClNaMg，礦化度0.170.355g/L；砂及砂礓含水層距地表210m，主要成分由鈣質(zhì)結(jié)核及粘土組成。結(jié)核具小孔，水即貯藏其內(nèi)，為孔隙性潛水。其水位距地表05.0m。井筒穿過本層時，涌水量約為20m3/h。主要接受大氣降水補給。底部的粘土、亞粘土隔水層，發(fā)育普遍，厚度4.1m92.7m，平均厚度11.0m左右，巖性較純，粘度大，具有良好的隔水性能和可塑性能，它充填了基巖的裂隙和溶洞，隔絕了第四系潛水與煤系中含水層的聯(lián)絡(luò)，使地表水及第四系潛水不

6、能補給煤系含水層，即使遇到開采破壞，發(fā)生地面沉降，地表水和第四系潛水也不能滲入礦井，因此第四系潛水與基巖無直接水力聯(lián)絡(luò)，對煤層開采無直接影響。2.2.2 3層煤頂板砂巖含水層3層煤頂、底板砂巖含水層厚0.5417.28m，巖性為灰白色長石英中粒砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)。水質(zhì)自北而南由HCO3NaCa 變?yōu)镃lHCO3NaCa，礦化程度由0.641增高至0.839g/L。開采過程中，涌水量60282m3/h，是上組煤開采過程中的主要充水水源。淺部砂巖較厚、富水性較強，深部砂巖較薄、富水性較弱，但由于3層煤頂板砂巖補給水源有限，可直接疏干，故對礦井消費影響不大。2.2.3 一灰含水層一灰厚0.824.09m

7、，上距山西組3層煤64.08m，下距5層煤58.8m，堆積穩(wěn)定，巖溶裂隙不發(fā)育，單位涌水量q=0.780.0031L/s.m，浸透系數(shù)k=40.440.172m/d，富水性弱，易疏干。根據(jù)1986年5月曹莊礦軌道暗斜井鉆孔揭露，單孔涌水量為45m3/h，20日后降至5m3/h。礦區(qū)內(nèi)在淺部現(xiàn)已疏干。原始水位標(biāo)高為+60.595m，水質(zhì)屬HCO3ClCaNa型，礦化度為0.4870.81g/L。2.2.4 二灰含水層：厚0.732.88m，平均1.96m。是6煤直接頂板，上距5煤6.5m。溶隙不發(fā)育。1987年2月，國家莊礦-210m程度軌道暗斜井鉆孔揭露，單孔涌水量為40m3/h，10日后降至

8、5m3/h。礦井深部F隆斷層上盤，二灰疏干至-160m程度。淺部即F隆下盤至露頭，二灰已疏干至-80m程度。原始水位標(biāo)高+63.43m ,水溫150C，水質(zhì)屬HCO3ClCaNa型，礦化度0.4870.81g/L。2.2.5 四灰含水層：四灰是8層煤的直接頂板，厚1.768.6m，平均厚度4.93m，上部泥質(zhì)含量較大，中部夾厚度為00.35m的粉砂巖，下部質(zhì)較純，致密鞏固，多含燧石，垂向裂隙和順層裂隙均較發(fā)育，偶見洞穴，常為方解石所充填。單位涌水量q0.00060.817L/SM，原始水位標(biāo)高為60.93113m，浸透系數(shù)K=0.01918.18m/d，四灰上距7層煤14.5125.98m，平

9、均20.6m；下距五灰2543.38m，普通為3436m。開采資料闡明，四灰的巖溶裂隙在發(fā)育程度上存在較為明顯的垂直分帶性，淺部裂隙溶洞發(fā)育，富水性強。裂隙發(fā)育程度和富水性由淺部向深部趨于減弱， 大體上可分三個程度帶：1-50m以上為裂隙溶洞帶，q0.790.813L/S.m，K=3.715.896m/d，2-50-300m 程度為裂隙帶， q=0.00060.002L/S.m， K=0.01 0.03m/d，3-300m程度以下為微裂隙帶，大部分鉆孔沖洗液無漏失景象。四灰水與其它含水層的聯(lián)絡(luò)甚微，以靜儲量為主，補給有限。隨著8煤的開采，目前在淺部四灰已部分構(gòu)成疏干區(qū)，最低水位標(biāo)高已達480m

10、，深部四灰尚有未揭露區(qū)。部分地段由于大型斷層的切割，呵斥四灰與斷層對盤的五灰、奧灰對口接觸，存在著五灰、奧灰的垂向或側(cè)向補給，使四灰含水層部分區(qū)域水文地質(zhì)條件復(fù)雜化，四灰難于疏干。四灰是要挾下組煤平安開采的主要含水層之一。2.2.6 五灰含水層：五灰厚4.8212.68m，平均厚910m，質(zhì)純、致密鞏固，為灰色質(zhì)純致密厚層狀細粒結(jié)晶灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育。五灰上距8層煤22.543.18m，平均3234m；距9層煤16.933.02m，普通24m；上距10層煤1437m，普通1620m；下距奧灰1.4118.57m，普通10m左右，單位涌水量q0.001716.12L/S.m，富水性較強，原始水位

11、標(biāo)高為60.80+63.74m,近期的最高水位為+35m左右，浸透系數(shù)K=1.131.877m/d。根據(jù)礦井突水、放水資料證明，五灰的突水性淺部大深部小。深部巖溶發(fā)育極不均一,呈明顯的垂直分帶性和橫向上的不均一性。井下鉆孔揭露,單孔水量為0.5250m3/h。因逕流條件、構(gòu)造等要素的影響，五灰的富水性不均一， 具有明顯的塊段性和垂直分帶性，在傾向上，普通向深部五灰?guī)r溶發(fā)育趨于減弱，富水性亦呈淺大深小，深部徑流強度大大減弱，但個別地段仍存在富水區(qū)。由于五灰和奧灰間距小，受斷裂構(gòu)造發(fā)育的影響，水力聯(lián)絡(luò)非常親密，水質(zhì)、水位動態(tài)與奧灰根本一樣，五灰為煤系底部主要含水層，補給量受巖溶發(fā)育程度控制。隨著開

12、采標(biāo)高的降低，水壓增大，礦壓對底板破壞深度加大，更易發(fā)生底板突水，直接要挾著本礦區(qū)8、9、102層煤的平安開采。五灰是礦井直接充水的水源層，嚴重要挾下組煤的開采，是防治水任務(wù)的重點。2.2.7 奧陶系石灰?guī)r(O2)含水層：奧灰含水層是煤系地層底盤含水層，呈巨厚層狀，厚度800m左右，上距五灰1.4118.57m，普通10m左右，單位涌水量q=0.0114101.01L/Sm，K=0.20640.28m/d。原始水位標(biāo)高為+62.07+64m，礦化度為0.2470.681g/L。奧陶系灰?guī)r在礦區(qū)內(nèi)埋藏深度+30-500m。奧陶系灰?guī)r在盆地周圍山區(qū)有廣泛出露，面積約260Km2，直接接受大氣降水的

13、補給，補給量相當(dāng)豐富，達2.8萬m3/h，是煤系各含水層的補給水源。從礦區(qū)內(nèi)奧灰水文孔統(tǒng)計資料看，奧灰頂部30m左右?guī)r溶裂隙不發(fā)育，僅在部分地段頂部巖溶裂隙發(fā)育。奧灰與五灰間距10m左右，由于構(gòu)造作用，奧灰極易以程度或垂直方式補給五灰，二者水力聯(lián)絡(luò)極為親密，為主要補給含水層。奧灰是要挾下組煤開采的主要含水層。2.3 隔水層肥城煤田地層中對煤層開采有直接意義的隔水層主要有第四系底部的粘土層、太原組粉砂巖地層及煤系下部本溪組泥巖、砂巖層等，下面將各隔水層自上而下為：1、第四系底部粘土層：第四系底部的粘土、亞粘土隔水層，發(fā)育普遍，厚度4.1m92.7m，平均厚度11.0m左右，巖性較純，粘度大，具有

14、良好的隔水性能和可塑性能，它充填了基巖的裂隙和溶洞，隔絕了第四系潛水與煤系中含水層的聯(lián)絡(luò)，使地表水及第四系潛水不能補給煤系含水層，即使遇到開采破壞，發(fā)生地面沉降，地表水和第四系潛水也不能大量滲入井下。2、7層煤底板砂巖層：7層煤下距四灰14.5125.98m，平均20.6m，巖性以泥質(zhì)膠結(jié)粉砂巖為主，膠結(jié)性差，遇水易膨脹。7層煤開采對底板的破壞深度普通為11m。3、8層煤底板粘土巖、砂巖層：8層煤下距五灰22.543.18m，平均3234m，巖性以泥質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖為主，在102層煤底板有一層厚平均3.5m的粘土巖具有良好的塑性和隔水性，另外在五灰頂板大部分區(qū)域有一層中砂巖，鞏固， 對防止五灰突

15、水也起到了一定平安屏障作用。8層煤開采對底板的破壞深度普通為12m，隨著開采深度加大，對底板的破壞程度亦不斷加大。根據(jù)研討成果闡明，8層煤開采對底板的破壞深度最大可達36.5m，遠遠超越有效隔水層的實踐厚度，煤層底板突水的幾率非常大。4、9層煤底板砂巖層：9層煤下距五灰16.933.02m，平均24m，以泥質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖為主，102層煤底板粘土巖及五灰頂板中砂巖對隔水、阻止五灰突水均起到了一定作用。采礦對底板的破壞深度普通為10m。隨著開采深度加大，對底板的破壞程度亦不斷加大。根據(jù)最新研討成果闡明，9層煤開采對底板的破壞深度最大可達14.2m，亦接近有效隔水層的實踐厚度。5、102層煤底板泥巖

16、、砂巖層：102層煤下距五灰1437m，普通1620m,以泥質(zhì)膠結(jié)粉砂巖為主，其底板粘土巖厚平均3.5m，具有良好的塑性和隔水性，另五灰頂板有一層中砂巖，對防止五灰突水亦起到一定作用。采礦對底板的破壞深度普通為8m。對煤層開采有直接意義的隔水層是：7煤下距四灰15.73m32.50m，平均為20.77m，巖性以粉砂巖為主，次為粉砂巖及細砂巖互層；102層煤至五灰之間的隔水層，厚度13.4139.53m，平均23.47m，巖性以粉砂巖為主，次為泥巖及中細砂巖，部分地段含有泥灰?guī)r(無名灰)和煤線(11煤)。由于受采動影響，礦山壓力對煤層底板隔水層具有一定的破壞作用，根據(jù)肥城礦區(qū)實踐開采情況，在正常

17、塊段7層煤的底板破壞深度為11.0m；8層煤的底板破壞深度為12m；9層煤的底板破壞深度為10m；102層煤的底板破壞深度煤為8.0m。據(jù)鉆探資料，就102層煤而言，其底板至五灰頂板最小厚度為13.41m。而102層煤開采以后的破壞深度達8m，再加上五灰以上中粒砂巖裂隙水使五灰承壓水頭上升，實踐有效隔水層厚度變小，最后導(dǎo)致承壓水沿煤層底板裂隙導(dǎo)出。在構(gòu)造薄弱地段，地下水那么更易抑制巖層構(gòu)造面的阻力，使水壓直接作用于煤層底板，更容易呵斥底鼓而出水。因此，根據(jù)肥城礦區(qū)的實際證明，開采下組煤尤其是8、9、102煤層，注漿加固煤層底板，改動承壓含水層的富水性，是肥城礦區(qū)防治五灰的主要方法之一。2.4各

18、含水層間的水力聯(lián)絡(luò)肥城礦區(qū)地表水、第四系潛水與煤系地層內(nèi)各含水層間由于第四系底部發(fā)育有厚度穩(wěn)定、隔水性能良好的粘土、亞粘土層，無直接水力聯(lián)絡(luò)。煤系地層內(nèi)各含水層間及與煤系地層基底奧灰含水層之間，由于斷裂構(gòu)造的破壞，使得以上各含水層均能發(fā)生水力聯(lián)絡(luò)，其方式分為以下幾種：1、程度直接接觸(程度流入)式：在煤田淺部巖溶隙發(fā)育區(qū)，由于斷層的切割呵斥斷層兩盤含水層對口接觸，斷層破碎帶內(nèi)充填物少或膠結(jié)不好,即可構(gòu)成直接程度式水力聯(lián)絡(luò)，在國家莊礦淺部采區(qū)的放水實驗證明，F(xiàn)7-1斷層為這種方式的水力聯(lián)絡(luò)，在F7和F25邊境斷層及其它地帶，也存在這種聯(lián)絡(luò)的能夠性。2、程度浸透間接式水力聯(lián)絡(luò)：斷層兩盤含水層對口接

19、觸，但斷層帶內(nèi)因斷層泥充填較好，斷層帶具有一定的隔水作用，或附生斷層使含水層間接對口接觸，可構(gòu)成程度浸透間接式水力聯(lián)絡(luò)。如國家莊礦F7斷層南端的63水13、63水14、63水15、315鉆孔進展的抽水實驗和流速實驗斷層帶及上下盤的q、k均不同。表2.6 抽水實驗資料表孔 號所處部位抽水層位q(L/s.mK(m/d)63水15斷層下盤奧灰1.9325.370315斷層帶斷層帶0.0050.03463水14斷層上盤四灰0.1153.7263水13遠離奧灰四灰0.0842.085上述資料闡明了F7斷層帶具有一定的浸透導(dǎo)水作用，斷層上盤的四灰與下盤的奧灰含水層經(jīng)過斷層帶堅持程度浸透間接式水力聯(lián)絡(luò)，并且

20、對于同一斷層的不同深度和不同地段，其導(dǎo)水程度也不一樣，如F7斷層，南段浸透系數(shù)大于東段。3、垂直間接式有限浸透式水力聯(lián)絡(luò)：這是在斷層落差不大，未使含水層對口接觸時，經(jīng)過斷層破碎帶發(fā)生的垂直間接水力聯(lián)絡(luò)方式。如國家莊井田內(nèi)GF3斷層H=030m的63水17孔抽水實驗，q=0.12L/s.m，k=0.4738m/d，證明此斷層具有一定的導(dǎo)水作用，底部的五灰、奧灰含水層可與上部的四灰發(fā)生垂直間接水力聯(lián)絡(luò)，其它如F7附生斷層組及F3斷層亦如此。綜上所述，由于地質(zhì)構(gòu)造、巖溶發(fā)育程度等要素的不同，井田內(nèi)各含水層的水力聯(lián)絡(luò)方式主要為以上三種。第一、第二種主要發(fā)生在礦井各邊境大斷層兩側(cè)含水層之間，第三種那么在

21、井田內(nèi)落差較小的斷層附近或向斜的軸部。此外，由于礦區(qū)內(nèi)尚有較多封孔不良或封孔資料不祥的鉆孔，含水層之間也可經(jīng)過封孔不良鉆孔發(fā)生垂直水力聯(lián)絡(luò)；如國家莊礦井內(nèi)西補8鉆孔和西補13鉆孔，因封孔不良導(dǎo)致四灰水沿鉆孔涌入巷道，呵斥突水，應(yīng)在消費過程中予以注重，加強對水文鉆孔資料的分析研討，確保實現(xiàn)平安消費。2.5礦區(qū)水文地質(zhì)特征肥城煤田水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，隨著礦井開采程度的不斷延深，受水要挾程度越來越嚴重。一是構(gòu)造不清，隱伏構(gòu)造發(fā)育；二是深部水壓大，受水壓和礦壓影響，突水的機率加大；三是深部受奧灰直接突水的嚴重要挾；四是淺部五灰注漿改造技術(shù)對深部來講不順應(yīng)。含水層裂隙發(fā)育不均一，連通性差，水壓高，注漿

22、難度大，效果差等。這些問題制約煤層開采，要挾礦井平安。詳細表現(xiàn)為：1、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜導(dǎo)致水文地質(zhì)條件復(fù)雜。由于斷裂等構(gòu)造發(fā)育，一方面使奧灰含水層以垂向或程度側(cè)向等多種方式補給五灰，呵斥奧灰與五灰水力聯(lián)絡(luò)極為親密，部分地段成為一個含水體；另一方面破壞了任務(wù)面底板巖層的完好性，呵斥部分地段底板破碎。在礦壓、水壓的作用下，不完好的底板易發(fā)生突水。2、奧灰富水性強，根據(jù)礦區(qū)奧灰孔資料統(tǒng)計，奧灰富水性無明顯的規(guī)律性，水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，而且補給水源充足，與五灰水力聯(lián)絡(luò)極為親密，使我們的防治水難度大大添加。3、四灰含水層大部分塊段以靜儲量為主，富水性弱，能直接疏干。只需個別塊段四灰直接接受五灰、奧灰強含水

23、層補給時富水性較強。4、五灰含水層富水性各塊段差別較大。有的礦井五灰富水性存在淺強深弱的規(guī)律，有的井田那么五灰普遍富水，規(guī)律性不明顯。5、隔水層厚度小，102層煤下距五灰僅18m左右。6、部分地段導(dǎo)高比較發(fā)育，如陶陽礦9層任務(wù)面普遍有導(dǎo)高，個別面有導(dǎo)高的鉆孔占90，導(dǎo)高發(fā)育，減少了任務(wù)面底板的有效隔水層厚度。7、突水系數(shù)普遍超規(guī)定。隨著開采程度的延深，水壓逐漸增大，根據(jù)礦區(qū)的統(tǒng)計資料，開采8層煤五灰突水系數(shù)為0.110.21MPa/m，奧灰突水系數(shù)已超越0.1MPa/m；9、102層煤的五灰突水系數(shù)為0.1120MPa/m，奧灰突水系數(shù)大于0.6MPa/m，因此8、9、102層煤的開采遭到五灰

24、、奧灰水的雙重要挾。而上述煤層均為各礦的主要消費煤層。8、礦壓對底板的破壞深度添加。隨著開采標(biāo)高的降低采動礦壓對底板的破壞深度加大。據(jù)查莊礦8層煤的開采資料，-350m程度8層煤的開采礦壓破壞深度已達40m，曹莊礦-300m程度8層煤的損傷底板破壞深度為36.5m。9、深部水文地質(zhì)條件不清，巖溶裂隙網(wǎng)絡(luò)發(fā)育不均一，且構(gòu)造探明程度相對較低，遇導(dǎo)水構(gòu)造出水的能夠性較大。10、水害治理方法難度大。由于深部含水層水壓大，裂隙連通性差，注漿改造難度大，效果難以保證。11、受水要挾的煤層的開采比重增大。3.礦井水害防治途徑肥城礦區(qū)最大的水害隱患為煤層底板承壓含水層水，而直接影響下組煤開采的主要是四灰含水層

25、、五灰含水層和奧灰含水層。3.1 四灰水文地質(zhì)條件及防治途徑 3.1.1四灰水文地質(zhì)條件：1.四灰為8層煤直接頂板，厚1.768.6m，平均厚度4.93m，上距7層煤15.65m，四灰富水性的根本規(guī)律可以用“淺大深小來描畫，即煤田淺部的富水性較強，深部的富水性較弱。大部分塊段四灰水與其它含水層的聯(lián)絡(luò)甚微，以靜儲量為主，補給有限，易疏干，在特殊水文地質(zhì)塊段，由于大型斷層的切割，呵斥四灰部分塊段與強五灰或者奧灰含水層對口接觸，五灰或者奧灰水直接補給四灰，四灰水表現(xiàn)為水量大、水壓高，放水過程中水量衰減不明顯，有的甚至不發(fā)生衰減。國莊井田和陶陽的中三井田的四灰水文塊段就是典型代表。這時的四灰水補給量大

26、，無法疏干。2.防治途徑：根據(jù)幾十年來防治水任務(wù)的閱歷，對水文地質(zhì)條件比較簡單的塊段，由于四灰水以靜儲量為主，補給有限，易疏干，疏干降壓開采是最簡單、可行的方法。疏干降壓開采是借助于專門的工程如疏水巷道、抽水鉆孔或疏水鉆孔及相應(yīng)的排水設(shè)備，積極有方案、有步驟地疏干或部分疏干影響采掘平安的充水含水層。疏干降壓是一種與礦井水害斗爭的積極措施。對于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的塊段，由于水文地質(zhì)條件復(fù)雜塊段的四灰水以動儲量為主，補給水量大，疏干降壓開采不僅經(jīng)濟上不合理，而且，也不能解除四灰水的要挾，采用帷幕截流的方法治理四灰那么是一條捷徑。帷幕截流最早運用于地面大壩壩址的防滲堵漏，伴隨著我國注漿堵水技術(shù)的廣泛運

27、用和日趨完善，開場運用于礦井防治水，早期主要在地面進展井筒和露天礦床的帷幕截流阻水。肥城礦業(yè)集團公司在1986年提出并實驗注漿改造薄層灰?guī)r防止奧灰水突出的技術(shù)方法后，歷經(jīng)20年的探求，不僅技術(shù)工藝逐漸完善配套，而且配備程度大大提高，使之成為一項礦井防治水的中心技術(shù)，也使帷幕截流技術(shù)運用到井下成為能夠。帷幕注漿技術(shù)是煤礦實現(xiàn)疏堵結(jié)合、防治水害的重要手段之一。帷幕的目的是在四灰含水層中人為注漿建造“阻水墻，堵截含水層補給通道，使之易于疏降，進而實現(xiàn)平安采煤。井下帷幕是在井下巷道中施工注漿孔，利用礦井現(xiàn)有的注漿系統(tǒng)進展注漿，不但可以抑制地面帷幕運用上的局限，而且在注漿系統(tǒng)的優(yōu)化、注漿過程的監(jiān)控等方面

28、具有獨到的條件，可以大大提高帷幕截流效果。3.2 五灰水文地質(zhì)條件及防治途徑3.2.1 五灰水文地質(zhì)條件：1.五灰水文五灰厚4.8212.68m，平均厚910m，質(zhì)純、致密鞏固，為灰色質(zhì)純致密厚層狀細粒結(jié)晶灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育。五灰上距8層煤22.543.18m，平均3234m；距9層煤16.933.02m，普通24m；上距102層煤1437m，普通1620m；下距奧灰1.4118.57m，普通10m左右，單位涌水量q0.001716.12L/S.M，富水性較強。五灰為薄層灰?guī)r含水層，下距奧灰9.13m，因小斷層頻繁錯動，致使五灰、奧灰兩含水層接近對口或?qū)诮佑|，從水位標(biāo)高、水質(zhì)類型、水量、水壓

29、等水文參數(shù)分析兩含水層之間有著親密的水力聯(lián)絡(luò)，五灰含水層的主要補給水源奧灰。2、防治途徑：針對五灰的水文地質(zhì)條件，肥城礦區(qū)的防治水專業(yè)科技任務(wù)者經(jīng)過幾十的努力探求，在謙虛學(xué)習(xí)、自創(chuàng)國內(nèi)、外先進技術(shù)和方法的根底上，不斷改良和提高，逐漸構(gòu)成了獨具特征的對薄層灰?guī)r含水層注漿改造技術(shù)。肥城礦區(qū)結(jié)合華北型煤田水文地質(zhì)特征，研討開展了大面積注漿改造薄層灰?guī)r防止奧灰水突出的綜合治水技術(shù)，構(gòu)成了一套將任務(wù)面下伏含水層改造為阻隔水層的技術(shù)方法，配套完善了粘土水泥漿注漿改造工藝系統(tǒng)，完成了由防到治、由被動變自動的根本性轉(zhuǎn)變，獲得了良好效果。注漿改造作為一種按人的意志改動巖體層水文地質(zhì)條件的方法與手段，根本原理是漿

30、液在一定壓力、一定時間作用下在受注層原來被水占據(jù)的空隙或通道內(nèi)脫水、固結(jié)或膠凝，使結(jié)石體或膠凝體與圍巖巖體構(gòu)成阻水整體，從而改動不利于采礦的水文地質(zhì)條件。對薄層灰?guī)r注漿能起到含水層改造、導(dǎo)水裂隙封堵和隔水層加固的作用：1向薄層灰?guī)r大量灌注漿液，漿液在薄層灰?guī)r沿巖溶裂隙分散、結(jié)石、充填，把含水層中的水“置換出來，使之不含水或弱含水。2漿液在注漿壓力作用下，經(jīng)過薄層灰?guī)r沿奧灰水補給薄層灰?guī)r通道運移、分散、結(jié)石，堵塞或減少導(dǎo)水通道，減少奧灰水的補給量。3漿液在注漿壓力作用下，經(jīng)過薄層灰?guī)r沿著煤層底板裂隙運移、分散、結(jié)石，充填隔水層導(dǎo)水裂隙，強化、加厚煤層底板。該項技術(shù)經(jīng)過在肥城礦區(qū)十幾年的完善和開展

31、，經(jīng)實際證明技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理、平安上可靠，是目前比較成熟的一種防治水方法。截止到2003年底，已平安采出受水要挾煤炭儲量 萬噸，經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。3.3 奧灰水文地質(zhì)條件及防治途徑3.3.1、奧灰水文地質(zhì)條件： 1.奧灰含水層是煤系地層基底含水層，呈巨厚層狀，厚度800m左右，上距五灰1.4118.57m，普通10m左右，單位涌水量q=0.0114101.01L/SM，K=0.20640.28m/d。原始水位標(biāo)高為+62.07+64m，礦化度為0.2470.681g/L，水質(zhì)類型為HCO3CaMg，屬于重碳酸氯化物鈣鎂水。目前水位標(biāo)高在+33m左右。奧陶系灰?guī)r在礦區(qū)內(nèi)埋藏深度標(biāo)

32、高為+30-500m。奧陶系灰?guī)r在盆地周圍山區(qū)有廣泛出露，面積約260Km2，直接接受大氣降水的補給，補給量相當(dāng)豐富，達2.8萬m3/h，主要有石灰?guī)r、白云巖組成，根據(jù)巖性、化學(xué)成份、巖石構(gòu)造、可溶性及富水性，并結(jié)合堆積特征，將奧灰分為八個含水段，其中有三個強含水段和二個次含水段，最上一個含水層段含水量最為豐富。奧灰是煤系各含水層的補給水源，從礦區(qū)內(nèi)奧灰水文孔統(tǒng)計資料看，奧灰頂部30m左右?guī)r溶裂隙不發(fā)育，僅在部分地段頂部巖溶裂隙發(fā)育。奧灰是要挾下組煤開采的主要含水層。2、防治途徑： 對于奧灰的防治，以前雖然也做了不少任務(wù)，初步開展了一些奧灰突水機理、奧灰水防治等方面的科學(xué)研討，但是，由于人們對

33、奧灰的認識程度不高，再加上受科技開展程度的限制，奧灰治理成果方面，有待于進一步研討和討論。不過，筆者以為：充填開采是今后推行和實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。也是今后防治水任務(wù)的重點。4.水害防治方法4.1水文地質(zhì)條件探查運用各種勘探手段，查明水文地質(zhì)條件。查明水文地質(zhì)條件是一切防止水任務(wù)的根底，只需了解了水文地質(zhì)條件，才能夠有的放矢地采取有效防治措施。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，許多勘探手段，特別是物探手段開展、提高很快，隨著數(shù)字化技術(shù)推行運用，各種物探技術(shù)的準(zhǔn)確性、針對性大大提高，為物探技術(shù)的推行、普及打下了堅實的根底。在消費過程中，要大力推行新技術(shù)、新方法，詳細探查各水文地質(zhì)塊段的水文地質(zhì)條件，了解地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育

34、情況及各含水層的富水性、巖溶裂隙發(fā)育情況，然后，采取有針對性的措施進展治理，嚴厲執(zhí)行“先治后采，治不好不采原那么，確保礦井不出大水。4.2疏水降壓疏水降壓是利用抽水鉆孔、放水鉆孔及巷道揭露煤層頂板或底板含水層，使承壓含水層在人為條件下，構(gòu)成不同規(guī)模的降落漏斗，甚至疏干，以到達平安開采的目的。疏水降壓技術(shù)是礦井主要的水害防治技術(shù)之一4.2.1 疏水降壓適用條件1.煤層頂板煤巖柱維護范圍內(nèi)存在直接或間接含水層，且以靜儲水量為主，具可疏性，不疏降無法保證采掘活動平安。2.巷道設(shè)計在含水層中，采掘活動必需揭露充水含水層，工程施工前需提早對含水層進展疏水降壓。3.煤層底板存在直接或間接含水層，且水壓較高

35、，無隔水層或隔水層難以接受礦壓和水壓破壞，在此條件下，可對含水層進展疏水降壓。4.煤層頂?shù)装搴畬痈凰匀醯街械龋瑔挝唤瞪钍杷啃∮?m3/(h.m)時，采掘任務(wù)面可進展疏水降壓。5.假設(shè)煤層頂?shù)装逯苯踊蜷g接含水層富水性強，且動態(tài)補給量大時，采取先注漿，堵塞、充填過水通道，改造含水層后，再進展疏水降壓。4.2.2煤層底板承壓水疏放我國許多煤礦，煤層底板下發(fā)育強含水層，且水壓大，有的到達5MPa以上。在采掘活動中，由于巖層的原始平衡形狀遭到破壞，巷道或回采任務(wù)面底板在水壓和礦山壓力的共同作用下，底板隔水層發(fā)生變形，產(chǎn)生底鼓及突水事故。這種底板突水在我國華北型煤田中屢見不鮮，底板承壓水疏放就是最簡

36、捷的有效治理手段。其疏放方法有：1巷道疏放將巷道布置在含水層中，利用巷道直接疏放。該方法不順應(yīng)于水壓較高且不宜疏干的強含水層中。2鉆孔疏放經(jīng)過向強含水層中施工疏放鉆孔，使煤層底板含水層水頭壓力降到平安水頭以下，乃至疏干，以到達平安開采的目的。疏放鉆孔布置在采區(qū)巷道或?qū)ｉT疏水巷道內(nèi)，每隔一定間隔 向煤層底板含水層施工鉆孔放水，使之構(gòu)成降落漏斗，逐漸將水位降到平安水頭以下。3鉆孔與巷道相結(jié)合疏放對水壓高、富水性較強的含水層，普通先利用疏放鉆孔進展疏放，待水壓降到0.2MPa以下,放水孔總放水量小于100m3/h時，在利用巷道揭露含水層，到達充分疏降的效果。4.3煤層底板含水層注漿改造注漿改造技術(shù)是

37、經(jīng)過對煤層底板含水層進展注漿改造，使?jié){液在一定壓力下沿裂隙運移、分散、結(jié)石、充填含水層，堵塞或減少導(dǎo)水通道，從而強化、加厚底板隔水層，改動巖體層水文地質(zhì)條件，以防止煤層底板水害事故的發(fā)生。經(jīng)過對底板巖溶突水機理的研討得知，承壓水的存在是呵斥底板突水的物質(zhì)根底，水壓、礦壓是呵斥底板突水的力源，斷裂構(gòu)造、陷落柱、原始及采動裂隙是發(fā)生底板突水的通道。減弱底板突水的物質(zhì)根底的技術(shù)方法是對煤層底板直接引發(fā)突水的含水層進展注漿改造，降低突水力源的技術(shù)方法是采用“雙放雙降，避開突水通道的技術(shù)方法是留設(shè)防水煤柱，堵塞突水通道的技術(shù)方法是注漿改造充填裂隙。注漿改造作為改動巖體(層)水文地質(zhì)條件的方法與手段,根本

38、原理是漿液在一定壓力、一定時間作用下,在受注層原來被水占據(jù)的空隙或經(jīng)過內(nèi)脫水,固結(jié)成膠凝,使結(jié)石體或膠凝體與圍巖巖體構(gòu)成阻水整體,從而改動不利于采礦的水文地質(zhì)條件。注漿改造的作用：一是向含水層中壓入漿液，漿液沿著灰?guī)r巖溶裂隙分散，結(jié)石，最后充填，把灰?guī)r中的水“置換出來，使之不含水或弱含水；二是漿液在注漿壓力作用下，經(jīng)過薄灰沿著含水層補給通道運移分散，結(jié)石，堵塞或減少導(dǎo)水通道，減少強含水層補給；三是漿液在注漿壓力作用下沿著煤層底板裂隙運移分散，結(jié)石，充塞隔水層的導(dǎo)水裂隙，膠結(jié)強化底板。因此對含水層注漿能起到改造、封源和加固的作用。 1.適用條件注漿改造技術(shù)普通要在水文地質(zhì)條件復(fù)雜或極復(fù)雜，疏降采

39、煤經(jīng)濟上不合理的開采范圍內(nèi)運用。1煤層下伏含水層富水性強或中等以上塊段，單位降深疏水量大于10 m3/h.m，或一個采區(qū)總疏放水量大于500 m3/h。2突水系數(shù)在構(gòu)造復(fù)雜地段超越0.06MPa/m，在正常地段超越0.1MPa/m。3任務(wù)面底板存在導(dǎo)水裂隙帶，構(gòu)造破碎帶、陷落柱、隔水層厚度不夠等。4煤層底板含水層之間存在垂向補給通道。2注漿系統(tǒng)：分為井下注漿系統(tǒng)和井上注漿系統(tǒng)兩部分。井下注漿直接在井下造漿，利用注漿泵經(jīng)過注漿管路，由注漿鉆孔向含水層內(nèi)注漿，該系統(tǒng)具有易操作，工藝簡單等特點，但勞動強度大，注漿效果差。井上注漿系統(tǒng)是由地面集中建站、造漿，經(jīng)過送料孔和井下管路送漿，利用注漿孔向含水層

40、注漿，該系統(tǒng)注漿管路長，但能延續(xù)造漿、注漿，注漿效率高、效果好。注漿系統(tǒng)主要有由粘土漿液造漿系統(tǒng)、粘土水泥漿液造漿系統(tǒng)、自動跟蹤控制系統(tǒng)和灌注系統(tǒng)四個部分組成。 1粘土漿液造漿系統(tǒng)：由粘土皮帶保送機，制漿機，粗漿池、精漿池、旋流除砂器、泥漿泵等設(shè)備構(gòu)成。皮帶式保送機：用以粘土上料。制漿機：主要型號為NLl2型，有粉碎、攪拌、挑選三種功能。具有定量上料，延續(xù)造漿的特點，造漿密度為1.101.23g/L，其才干不小于16 m 3h， 直徑0.07mm以下的粘土顆粒大于95，粘土漿制成后，經(jīng)過濾流到粗漿池。粗漿池：地下封鎖式，儲存粗粘土漿。除砂器；由液下式泥漿泵用2寸膠管與旋流器相接組成，粘土漿經(jīng)旋

41、流除砂器除砂后進入精漿池內(nèi)。精漿池：亦為地下封鎖式，儲存凈化后的粘土漿。 精漿保送泵：可為離心式水泵，電機功率為30KW，排量17.0 m 3h，把凈化后的粘土漿保送到一次攪拌池內(nèi)。2混合漿液造漿系統(tǒng)：由粘土精漿經(jīng)過射流與水泥混合攪拌系統(tǒng)和添加劑參與安裝組成。3自動跟蹤控制系統(tǒng)：由在線監(jiān)測、工控機、組態(tài)軟件平臺等組成。隨著注漿改造治水技術(shù)的推行運用和現(xiàn)代化手段的開展，對注漿改造工藝運用在線監(jiān)測安裝，并借助工控機和組態(tài)軟件平臺，進展自動跟蹤監(jiān)控。該工程具有以下特點：直觀的界面：該系統(tǒng)將現(xiàn)場整個注漿工藝流程集成到主界面中，使消費設(shè)備與注漿動態(tài)一目了然，現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)的實時性：現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)

42、由數(shù)據(jù)采集模塊，經(jīng)過串口通訊規(guī)約，實時上交工控計算機進展處置、記錄、存儲和顯示，信號采集的頻率高，保證了信號的實時性。準(zhǔn)確的報警：設(shè)置影響現(xiàn)場注漿質(zhì)量關(guān)鍵數(shù)據(jù)的合理運轉(zhuǎn)區(qū)間，出現(xiàn)異常時系統(tǒng)自動報警，提示任務(wù)人員進展處置。靈敏的報表：在報表輸出中，突破了傳統(tǒng)的固定格式，實現(xiàn)了靈敏的查詢輸出方式，更能滿足報表上報的要求。便利的操作：系統(tǒng)操作簡便，一切操作僅用鼠標(biāo)既可完成，現(xiàn)場施工人員容易掌握。可靠的運轉(zhuǎn)：系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、各類傳感器采用了獨立低電壓直流供電，信號的采集、傳輸均采取平安屏蔽措施，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。專家中心方式：系統(tǒng)汲取了注漿改造的閱歷，在關(guān)鍵工藝參數(shù)中，采取實際與專家閱歷相結(jié)合，并根據(jù)現(xiàn)

43、場實踐進展驗證，在運轉(zhuǎn)中能及時對注漿過程進展指點。可擴展性：隨著注漿改造技術(shù)的開展，可以對專家系統(tǒng)及時調(diào)整和更新。4灌注系統(tǒng)：灌注系統(tǒng)由泥漿泵、輸漿管路及任務(wù)面注漿孔組成。泥漿泵：常采用型號為NBB-25060泥漿泵，四級變速，流量分別為250、150、80、40Lmin，電機功率為30KW，銘牌最高壓力為6MPa。也可采用NBB-260/7等其他型號泥漿泵。輸漿管：自地面與下井送漿鉆孔銜接到井下輸漿管，普通采用采用50mm的無縫鋼管，用快速接頭銜接，到注漿孔經(jīng)過50mm高壓膠管銜接。3注漿資料及注漿參數(shù)1注漿資料：主要有水泥、粘土、粉煤灰、添加劑和水組成。2注漿參數(shù)：水灰比、比重、稠度視單孔

44、涌水量及巖溶發(fā)育程度而定。單液水泥漿注漿，水灰比普通控制在0.8：12：1；粘土水泥漿注漿，粘土漿的比重普通為1.121.18，每立方米粘土水泥漿中水泥摻入量為0.10.4t，水泥粉煤灰注漿，漿液可根據(jù)現(xiàn)場情況而定。單孔注漿終了時進漿量在40L/min，且孔口注漿壓力普通是孔口水壓的2.53.5倍。4注漿工藝注漿工藝采用井上造漿注漿工藝，即注漿孔在井下任務(wù)面的回采巷道施工，制漿注漿在地面建集中注漿站，由注漿泵、送料孔、注漿管路、注漿孔向含水層注漿。圖1注漿工藝流程圖、圖2粘土水泥漿注漿表示圖1注漿工藝注漿方式可分為：延續(xù)注漿、引流注漿、間歇式注漿等。為到達最大量進漿，最大范圍分散、最大限制充填

45、的目的，普通采用分序次含水層全層延續(xù)注漿的方式，直至到達終孔壓力為止。如需控制漿液分散范圍，可采用間歇式注漿。注漿方式與段高確實定：注漿改造以最大量進漿，最大范圍的分散，最大限制的充填為目的。所以采用鉆孔穿透薄含水層或?qū)窈畬禹敳繅K段延續(xù)注漿方式，分孔序延續(xù)灌注，直至到達終孔壓力為止。發(fā)現(xiàn)井下跑漿時可間歇注漿。泵量與泵壓：泵量根據(jù)含水層巖溶裂隙的發(fā)育程度及泵壓確定。正常情況下，裂隙發(fā)育，分散較遠，進漿暢通，采用全泵量大流量灌注；裂隙發(fā)育較差，分散較近，進漿阻力大，采用中泵量；到達接近終孔壓力時用小泵量。單孔注漿終了的規(guī)范：注漿壓力越大，分散的范圍越大，對裂隙充填的越實，構(gòu)成的結(jié)實體強度越高。

46、但壓力太大，由于煤層底板隔水層厚度較小，裂隙又比較發(fā)育，容易呵斥巷道底鼓跑漿。所以單孔注漿終了的規(guī)范是：泵量40L/minNBB-250/6型泥漿泵，泵壓到達設(shè)計要求，繼續(xù)時間30分鐘以上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)巷道底鼓，大量跑漿景象時，應(yīng)采用間歇法、調(diào)整漿液和注漿參數(shù)或填加軟骨料等注漿方法。2注漿程序：注漿前，先對注漿孔放水0.5小時1小時，將沉淀在孔內(nèi)的碎石、巖溶裂隙中的充填物沖出，使注漿裂隙暢通。檢查造漿、注漿系統(tǒng)設(shè)備運轉(zhuǎn)良好并有充足漿液以便延續(xù)注漿。室內(nèi)做好漿液的各種配方實驗，選擇最正確配比如案。注漿設(shè)備、管路進展打壓實驗，實驗最大壓力要到達注漿最大壓力，發(fā)現(xiàn)漏水等問題及時處置。向注漿孔中壓清水，確定

47、鉆孔的吸水量。按照鉆孔涌水量、吸水量等確定漿液的配比。PAGE PAGE 37 圖2 粘土水泥漿注漿表示圖PAGE PAGE 462注漿程序：注漿前，先對注漿孔放水0.5小時1小時，將沉淀在孔內(nèi)的碎石、巖溶裂隙中的充填物沖出，使注漿裂隙暢通。檢查造漿、注漿系統(tǒng)設(shè)備運轉(zhuǎn)良好并有充足漿液以便延續(xù)注漿。室內(nèi)做好漿液的各種配方實驗，選擇最正確配比如案。注漿設(shè)備、管路進展打壓實驗，實驗最大壓力要到達注漿最大壓力，發(fā)現(xiàn)漏水等問題及時處置。向注漿孔中壓清水，確定鉆孔的吸水量。按照鉆孔涌水量、吸水量等確定漿液的配比。注漿：注漿過程中要根據(jù)進漿、泵壓等情況，隨時調(diào)理泵量及漿液配比、粘度、添加劑用量。當(dāng)?shù)竭_注漿終

48、了規(guī)范時，封鎖孔口閥門，卸下孔口高壓膠管，壓入足量(根據(jù)管路長短確定)的清水，將管路沖洗干凈，并對注、造漿設(shè)備檢修好，以備再次運用。3注漿孔的布設(shè)及構(gòu)造1注漿孔的設(shè)計原那么 可以進展全面注漿布孔，也可針對某一特殊塊段進展布孔。假設(shè)全面進展注漿布孔應(yīng)按漿液分散半徑布設(shè)，力求使?jié){液在整個任務(wù)面或需改造范圍內(nèi)的覆蓋率到達80%以上。普通注漿分散半徑按1520m來布設(shè)。 以斜孔為主，使鉆孔揭露含水層段盡量長。鉆孔設(shè)計方向盡量和斷裂構(gòu)造的發(fā)育方向垂交或斜交，以盡能夠多穿過裂隙。對于裂隙發(fā)育地帶，斷層的交叉、尖滅端、拐彎、任務(wù)面初壓顯現(xiàn)地段，集中壓力區(qū)，褶曲構(gòu)造的軸部，作為布孔的重點。2注漿孔的構(gòu)造與施工

49、注漿鉆孔普通要下一二級套管，終孔孔徑不小于73mm，鉆孔水門要安設(shè)在末級套管上，水門的最大抗壓才干要與注漿終孔壓力相匹配。下入套管后必需進展耐壓實驗，耐壓實驗的壓力不低于最大注漿壓力。鉆孔普通在一條巷道中施工，當(dāng)任務(wù)面傾斜長度較大時，可在任務(wù)面兩巷施工，每隔60100m左右施工一個鉆機硐室，每個硐室施工14個孔。施工中盡量防止同一硐室及相鄰硐室的臨近鉆孔同時透含水層，同時透含水層鉆孔的間距以大于50m為宜。注漿孔施工中，要做好簡易水文地質(zhì)觀測任務(wù)，以指點注漿。主要內(nèi)容有：初始涌水量大小、層位、最大涌水量大小、層位、深度、水壓、揭露含水層的深度、水量、見溶洞的深度及大小。含水層段要全取芯，直至保

50、管至鉆孔驗收，有價值的巖芯要長期保管。4注漿效果檢查采用注漿量、鉆探、物探等方法對注漿改造效果進展評價及檢查。(1)采用噸水干料目的予以評價，普通以為注入鉆孔的粘土和水泥量為該鉆孔水量的1.5倍時，即噸水干料1.5t以上注漿改造效果較好。(2)經(jīng)過鉆孔取芯及鉆孔涌水量的大小檢查注漿改造效果，檢查孔的數(shù)量以不少于注漿孔的20%為宜，重點檢查構(gòu)造地段、注漿孔相對稀疏地段和分析以為注漿質(zhì)量較差地段，檢查孔的水量普通不大于10m3/h。(3)在有條件塊段經(jīng)過注漿前后的物探資料進展檢查。4.4 充填開采技術(shù)采空區(qū)充填開采技術(shù)是有效控制頂板下沉、減少底板擾動破壞深度的有效方法。我國從50年代就開場廢矸干式

51、充填，以處置廢棄物為目的，到60年代試用水砂充填技術(shù)，70年代試用尾礦膠結(jié)充填技術(shù)，80年代試用混凝土充填技術(shù)保送工藝復(fù)雜，后來逐漸開展為流體充填技術(shù)，主要充填資料為矸石、碎石、河沙、粉煤灰、尾礦廢棄物等。從充填方式來看可分為地面充填和井下充填自流充填、機械充填、風(fēng)力充填、水力充填，從巷道布置來看目前國內(nèi)主要有兩類充填方法，一類是巷柱式充填法，一類是長壁式充填法。從充填資料來看一種是流體(膏體、似膏體、高水資料)充填，一種是干式充填。流體充填是在地面造漿站將充填骨料、膠凝資料、減水劑及水按照一定的比例混合后構(gòu)成膠凝體，經(jīng)過地面送料孔和井下輸漿管路，利用流體的自重和泵的推力將膠凝體充溢采空區(qū)。這種方式的主要特點是：工藝簡單，充填效果好，可以控制頂板下沉和減少底板破壞深度。近幾年推行運用開展較快。干式充填是在井下建立儲矸運矸系統(tǒng)，利用矸石保送系統(tǒng)將矸石充填采空區(qū)。近年來，肥城礦區(qū)隨著開采深度的不斷延深，礦壓對底板擾動破壞深度大，且與采深成正比關(guān)系。由于8煤直接頂板為鞏固巖石第四層石灰?guī)r，厚度5m左右，采后不易冒落，即使采取人工強迫放頂措施，也難以將四灰全