基于承压水单孔放水实验的底板水害精准注浆防治

摘要

我国华北型煤田普遍受底板承压水威胁,底板注浆改造是承压水害防治的有效途径.但注浆改造层位多为非均质的灰岩,其注浆地质条件复杂多变,使得注浆工程效率有限.为了提高底板注浆水害防治的效率,开展基于承压水单孔放水实验的底板精准注浆研究.以渭北煤田,特别是澄合矿区董家河煤矿为研究背景.在分析研究区底板水害防治特征的基础上,结合底板精准注浆内涵,针对性研发了单孔放水实验装置及配套使用技术.在开展单孔放水实验的基础上,结合突水优势面理论提出了底板分类注浆技术.研究结果表明:通过设置定流量控制阀,可以实现单孔放水实验,获取承压水的渗透系数K和富水系数q等参数.结合环向非完整井的设计,可以获取承压水水平方向上主要的径流方向.依据单孔放水实验获取的水文参数,结合突水优势面理论,注浆条件类型可以划分为5大类7小类,包括不富水型、Q-S曲线直线Ⅰ型、Q-S曲线直线Ⅱ型、Q-S曲线抛物线Ⅰ型、Q-S曲线抛物线Ⅱ型、Q-S曲线幂函数型、Q-S曲线对数型.依据钻孔注浆条件的重要性,给出了每种类型钻孔的注浆工艺.通过工程实践应用,采用分类注浆技术的注浆工程提高了注浆效率,有效控制了底板水害.研究成果为华北型煤田底板承压水害信息化防治提供了新的技术和设备.