葛泉矿下组煤开采防治水技术研究.pdf

科技信息SCIENCE 石炭 系中统本溪组、上统太原组;二叠系下统山西组及第四系。 本区地处邢台矿区， 在区域构造上位于太行山断褶带东部边缘， 断层以高角度正断层为主，以北东方向的断层最为发育。 从区域水文地质单元划分，根据地形地貌特征、构造控水规律及 奥灰地下水流场情况，葛泉井田位于百泉水文地质单元之中。 2研究思路 2．1客观、全面评价本区9煤带压开采可能的充水水源、充水通道。 分析、评价与9煤带压开采相关的含水层（组）的岩性结构、空间分布 规律、富水性特征及其关键控制因素；分析与评价9煤顶、底板隔水 层（组）的岩性组合、空间分布规律、含导水构造裂隙发育的规律性特 征、岩石力学特征及其岩（底板岩层）水（底板承压水）应力（采动应力 和原始地应力）关系。 从而对本区9煤带压开采可行性进行分析与评 价，制定科学合理、切实可行的带压开采防治水技术路线； 2．2将井上下结合的钻探技术、物探技术、化探技术，尤其是新的探 查技术和手段付诸工程实践，并对其适用条件、应用效果、可靠性及其 推广价值作出分析与评价。从而形成与带压开采技术相适应的井上下 结合的综合探查技术体系，更好的为矿井水害安全服务； 2．3对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层的可注性进行分析与评 价；采用井上下结合的“互动式”注浆系统，研究煤层底板注浆改造的 工艺流程。对注浆材料、注浆压力、浆液配比、浆液扩散半径、注浆结束 标准、注浆效果检验方法、检验标准进行研究；在优化注浆工艺及其配 套措施的基础上研究注浆孔布置原则和注浆次序； 2．4采用先进的突水监测系统和煤层底板采动破坏深度探测仪器及 压水试验方法，对注浆改造后9煤层底板采动破坏深度进行探测，对 其破坏过程及突水征兆进行监测。 研究煤层底板采动破坏规律。 3技术方案 3．1针对葛泉矿下组煤试采区薄隔水层、大导高、本灰与奥灰双层高 承压岩溶裂隙含水层复合为一个含水体的复杂水文地质条件，制定了 “精细探查，先探后掘；注浆改造，先治后采；全程监控，全面设防”的防 治水技术路线。 其实施步骤如下 3．1．1在工作面巷道掘进前，分别采用地面三维地震勘探技术、地面 瞬变电磁勘探技术和钻探技术对下组煤开采的地质、构造、水文地质 条件进行了综合探查与防治水方案可行性论证，并建立了完善的矿井 防排水系统和矿井水害应急预案，对顶板大青灰岩水进行了初步可控 疏放。 3．1．2在工作面巷道掘进过程中，采用长距离直流电法超前探测技术 对掘进头前方煤层及其顶、底板富水性特征进行精细探查，并对异常 段进行了钻探验证。 此后，对通过验证的煤层底板富水区段进行了超 前预注浆加固，从而保证了巷道掘进安全。 3．1．3在工作面回采前，对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行了 全面注浆改造，并采用井下坑透、音频电透视、瞬变电磁等物探技术对 注浆改造效果进行了定性评价；采用水文地质钻探手段对注浆改造效 果进行了定量评价，对注浆效果较差的区段进行了补充注浆，从而保 证了注浆工程的可靠性。 3．1．4在工作面回采过程中， 实施了煤层底板突水监测与围岩应力、 应变探测；在工作面回采至停采线附近时，组织实施了注水试验观测。 在整个工作面回采过程中，还对工作面采后涌水量进行了观测。 3．2采用井上、下结合的全方位、多层次勘探手段，制定了“井下为 主，地面为辅，物探为主，钻探验证”的勘探原则。 尤其是采用直流电法 长距离超前探测技术和三、四极结合的假异常排除技术，提高了探测 精度，大量节省了钻探工程量。 物探方法的选择主要考虑对“探查体识别与定位”的“敏感性”采 用地面三维地震勘探手段， 主要探查9煤层及隔水层中断层和异常 体；地面瞬变电磁探查煤层底板富水性，从宏观上把握试采区富水性 特征；井下采用直流电法长距离超前探测技术和三、四极结合的假异 常排除技术探测掘进头前方富水构造；坑透探查煤层构造；直流电法 和音频电透视结合探查工作面底板隔水层富水区。 经开采实践，其选 择方法合理，效果明显，达到了预期目的。 勘探钻孔尽量考虑“一孔多用”探查孔、试验孔兼做注浆孔；后期 补充注浆孔兼做前期注浆效果验证孔。 3．3煤层底板全面注浆改造技术 针对本区本区9煤带压开采“一薄、二强、三高” 的水文地质特 点，本区底板水防治以“先治后采”为原则，采用先进的注浆工艺、优化 注浆孔布置方案，加固煤层底板隔水层，对垂向导水裂隙和构造进行 封堵，补强其阻水性能；全面改造本溪灰岩含水层为相对隔水层，对导 （富）水溶隙进行封堵，有效阻隔煤层底板下伏高压奥灰水导升裂隙向 上延伸。 本项目主要在以下几个方面进行了探索与实践 3．3．1准确定位注浆目的层考虑煤层底板采动破坏深度，注浆加固 的目的层为煤层底板下10m至本溪灰岩底板下2m的含导水构造； 3．3．2注浆孔布置原则的探索 （1）采用浆液扩散半径为20m，注浆加固范围内钻孔终孔间距在 40m以下； （2）钻孔裸孔段应尽可能多的穿过注浆加固的目的层段，钻孔方 向尽可能垂直于构造裂隙发育方向， 以利于浆液向垂直裂隙带扩散， 采用斜孔和近水平孔很好的解决了这一问题； （3）对工作面切眼位置、初次来压位置、周期来压位置、巷道直接 底板两侧10m范围内、停采线附近、物探异常区及构造发育区段进行 重点加固与改造； 3．3．3采用先进的注浆系统 根据东井注浆量大、注浆范围广、注浆时间长等实际情况，选用了 目前国内先进的井上下联合注浆系统，具有风动下料、射流造浆、制浆 过程自动跟踪控制，粘土、水泥注浆量自动计量、注浆密度自动监测等 优点。 能够根据注浆效果适时建议合适的注浆压力和浆液密度。 3．3．4优化注浆工艺和流程 采用下行式分段注浆方式，注浆之前先进行压水试验，根据压水 试验结果计算注浆段单位吸水量，然后确定浆液配比与浓度后进行注 浆，简述如下 （下转第221 页） 葛泉矿下组煤开采防治水技术研究 苏维涛 （冀中能源股份有限公司地测部河北邢台054000） 【摘 要】通过综合分析葛泉矿9煤带压开采水文地质条件，制定科学合理的带压开采防治水技术路线；将井上下结合的钻探技术、物探 技术、化探技术付诸工程实践，形成与带压开采技术相适应的井上下结合的综合探查技术体系；对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层的注浆改 造可行性进行分析与论证，研究煤层底板注浆改造的工艺流程及相关技术参数，形成了一整套以煤层底板注浆改造为主体的带压开采综合防 治水技术，具有系统完整性和综合性特点。 【关键词】下组煤；防治水；注浆改造；葛泉矿 ○矿业论坛○ 376 科技信息2011 年第 23 期SCIENCE TECHNOLOGY INATION （上接第247页）开创阶段的、up-to-the-minute最新式的、name-your- own-price自行定价的”， 甚至从句法的角度就可解释词义生成的过 程。 3结语 现代商务英语词汇中带连字符的复合形容词日趋增多，正是顺应 和体现了语言的经济原则 人们在运用语言进行交际时,总是设法使 用最经济的语词或语言形式传达尽可能丰富的信息或意义。商务英 语中带连字符的复合词内在语义关系内含着纵横交错的句法关系，其 词义构建具有深刻的认知动因。 本文运用概念整合理论解释商务英语 中带连字符的复合形容词词义的形成过程， 探求它们的认知理据，以 求对商务英语词汇教学以及词典编纂和翻译做出贡献。 【参考文献】 ［1］Bloomfield. L. Language [M].PekingForeign LanguageTeaching and Research Press, 2002. ［2］Fauconnier G Turner M.The Way We Think Conceptual B lending and the Mind’s Hidden Complexities[M].New York Basic Books, 2002. ［3］Fauconnier G. Mappings in Thought and Language [M].Cambridge Cambridge University Press, 1997. ［4］Fauconnier G . M.Turner.Conceptual Integration Networks[J]. Cognitive Science，1998,42133-188. ［5］余渭深.复合空间模式在语言理解研究中的应用[A]//束定芳.语言的认知研究 [C].上海上海外语教育出版社,2004. ［6］张维友.英语词汇学教程[M]．北京外语教学与研究出版社,2004. ［7］张辉，杨波.心理空间与概念整合理论发展及其应用[J].解放军外国语学院 学报,20081. 作者简介张蕾（1987），女，山西人，硕士，研究方向商务英语。 肖文科（1950），男，山西人，教授，主要研究方向商务英语。 ［责任编辑王爽］ （上接第375 页） 3总结及建议 从以上各改造方案及应用实例可以看出，面对煤价、运价高涨不 下，国家、行业有关脱硫排放的高标准，面对国家节能减排的要求，我 国火电厂石灰石石膏湿法脱硫系统增容改造经历了从无到有的创造 过程，并且改造方案展现了多样性、经济性、可靠性、创新性、适用性等 一系列特点，这充分说明了我国火电厂石灰石石膏湿法脱硫技术已到 达世界先进水平。 对于以后需要进行石灰石石膏湿法脱硫增容改造的火电厂，可以 充分参考现有电厂改造实例，总结经验，根据各自的实际情况，从经济 效益、脱硫配型、技术评价和场地环境等方面综合考虑，选择适合自己 的成熟可行的改造方案进行改造。 同时，面对工期特别紧的特点，选择 一个有经验的成熟可靠的设计施工单位也至关重要。 【参考文献】 ［1］周至祥,段建中,薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京中国电力出 版社,2006. ［2］中国环境保护产业协会锅炉炉窑脱硫除尘委员会.我国火电厂脱硫脱硝行业 2009年发展综述[J].北京中国环保产业，2010（06）． ［3］合山发电公司脱硫增容改造运行技术开创国内行业先例.中国大唐集团公司 网． ［4］太原第二热电厂五箭齐发打造国家环保示范热电厂.中国大唐集团公司网． 作者简介张雷（1984），山东人，毕业于山东大学环境工程系，从事烟气 脱硫工程方面工作。 ［责任编辑王爽］ 科 ● （上接第376 页）（1）三阶段渐进式动态注浆工艺工作面底板注 浆改造工程分三个阶段进行，第一阶段注浆封堵与充填较大的含导水 裂隙；第二阶段为加密注浆阶段，对第一阶段尚未充填或封堵效果不 理想的导水裂隙进行充填与封堵；第三阶段为补充注浆阶段，对前两 阶段遗漏的含导水裂隙进行封堵；对1192工作面注浆改造的同时，兼 顾相邻工作面底板预注浆。 （2）动态分析、实时反馈、不断优化的注浆流程不断积累钻孔涌 水量、初见本灰深度、注浆量等数据，并对其进行动态分析；应用注浆 过程参数实时反馈机制， 针对分析结果确定下一步重点注浆区段，不 断优化钻孔布置方式和注浆工艺，从而达到理想的注浆效果。 （3）引流注浆工艺单个钻孔注浆过程中，周边其他钻孔放水引 流，从而扩大浆液扩散半径，减少钻探工程量。 （4）探索了适合本区的注浆结束标准结束压力6～8MPa；结束吸 浆量，一般35L/min以下。 3．3．5采用综合检测手段验证注浆效果 对工作面底板进行全面注浆加固与改造之后，采用电测深和音频 电透视技术对注浆加固效果进行了检验，并对仍然存在的物探异常区 进行了钻探验证，对验证存在的注浆薄弱区段补充注浆。 3．3．6制定了注浆改造效果量化评价指标 以钻孔密度、检查孔个数、单孔涌水量和见本灰水深度作为注浆 效果评价的量化指标 （1）注浆孔密度达到450 m2/孔，钻孔平均间距小于20m； （2）检查孔个数占注浆孔个数的30以上； （3）检查孔单孔涌水量小于20m3/h； （4）80的区段初见本灰水深度大于15m， 初见本灰水量小于 3m3/h。 3．4煤层底板破坏深度探测与突水监测 3．4．1根据工作面回采过程中水压、应力、应变传感器监测数据的综 合分析，在确认无突水征兆的情况下，没有发出突水预报，实现了该工 作面的安全开采； 3．4．2通过注水试验和突水监测结果，确定了工作面底板最大破坏深 度为12.5m，主要位于煤层底板本溪灰岩上部的粉砂岩中。 3．5在采用全面注浆改造技术控制工作面底板采后涌水量的同时， 对煤层底板全面注浆改造后工作面采后涌水量预测计算方法开展了 研究。 4实施效果 采用上述防治水技术方法， 实现了1192、1190、1197等7个工作 面的安全回采， 采出原煤153万吨， 目前工作面采后涌水量最大在 30m3/h左右最小的仅为1.5m3/h。 5问题及建议 5．1如何提高单一物探方法探测资料解译的可靠性， 除仪器本身和 探测方法上需不断改进外，更应重视解译人员实践经验的积累和提高 对探测区域地质、水文地质认识。 5．2以工作面水害形成条件为勘探目标， 在工作面煤层底板及承压 含水层数字化诊断的基础上，建立数字化采面（采区）和地质保障系统 是带压安全开采的必然要求和今后防治水工作的努力方向。 5．3本套防治水技术适应于埋藏浅，突水系数小于0.1的地区，对于 埋藏深，突水系数大于0.1的地区，可进一步进行奥灰顶部可控注浆 改造，将强含水层改造成隔水层，以降低突水系数，保证安全开采。 作者简介苏维涛（1970），男，河北新河人，1992年毕业于焦作矿业学院 水文地质与工程地质，工作单位冀中能源股份有限公司地测部，高级地质工程 师，一直从事矿井地质及矿井水文地质工作。 ［责任编辑王爽］ 科 ● ● ● ● 科 ○高校讲坛○ 221