导水陷落柱突水淹井综合治理技术.doc

3导水陷落柱突水淹井综合治理技术1引言岩溶陷落柱是埋藏在煤系地层下部的巨厚可深岩体在地下水溶蚀作用下形成巨大的岩溶空洞。空洞顶部岩层当其失去对上覆岩体支撑能力时上覆岩体在重力作用下向下垮落充填于溶蚀空间中因其剖面形态似一柱体故称岩溶陷落柱。我国岩溶陷落柱多发育于北方石炭二叠系煤田在山西、河北、河南、陕西、山东、江苏、安徽等20多个煤田中已发现陷落柱45处总数已接近3000个特别是山西、河北较多尤其以汾西两岸、太行山两侧煤田为多如西山矿区已发现陷落柱1300多个密度可达到70个/km2。岩溶陷落柱的这种特殊地质现象的存在不仅破坏煤层减少可采储量巷道的掘进和煤层的开采而且是特殊的异水通道是很难防治的充水因素。我国开滦、焦作、皖北、徐州、邢台等矿区都发生过特大陷落柱突水淹井事故造成了重大的经济损失和社会影响其中开滦范各庄矿突水淹井事故是世界采矿史上最大的一次淹井事故。尽管陷落柱突水淹井事故难以有效预防但突水后可以采取综合治理技术将复矿的时间大大缩短将灾害损失降低到最低限度。本文重点探讨我国陷落柱突水淹井的综合治理技术。2导水陷落柱的基本特征陷落柱的导水性可分为3种类型；强充水型、边缘充水型、弱充水型。从已发现的陷落柱来看绝大多数的陷落柱是弱充水型陷落柱内充填物压实紧密风化程度极强边缘裂隙水已被疏降煤矿在回采过程中没有水或少量滴水；边缘充水型的陷落柱内充填物压实紧密风化程度较强柱内水力联系不好只是陷落柱边缘发育的次生裂隙充水对奥灰水的导通性不好采掘工程揭露时一般以淋、滴水为主涌水量不大；强充水型陷落柱内充填物未被压实柱内水力联系良好直接导通奥灰高压水沟通了煤系地层各含水层采掘工程一旦揭露就发生突水水量大而稳定对矿井造成灾难性的淹井事故防排水设施很难起作用建国后我国已发生多起陷落柱突水淹井事故。3综合治理技术3.1巷道截流技术打钻命中巷道钻孔终孔孔径不小于100mm打透巷道后先投注骨料再注浆加压最后引流注浆。适用条件：陷落柱突水点位于独头巷道巷道加固较好。关键技术：巷道的测量资料准确钻孔定位正确命中巷道的几率100％灌注骨料先粗后细动水条件下可投注骨料30～50mm静水条件下可投注细砂注骨料后期要反复捅孔当吸水系数小于5～81/minm时方可进行注浆。徐州张集煤矿1997年2月18日矿井西-300水平21号煤层轨道下山发生陷落柱突水最大突水量402m3/min从发现淋水到淹井仅10h。发生突水后首先在轨道下山布置了3个透巷孔注入骨料210m3在3个截流孔注入水泥4960t时奥灰水水位持续上升比副井水位高出19.5m表明巷道截流已见成效水流由“管道流”变为“渗透流”副井可以开始引流注浆。引流注浆期间又在3个截流孔注入水泥1629t为了防止陷落柱内部奥灰水对煤系地层的影响在陷落柱内部相当于奥灰顶界面附近建造“止水塞”施工3个钻孔共注入水泥2421t本工程累计注入水泥9010t堵水率100％整个工期历时98d。