复杂水文地质条件下矿井水害综合防治技术研究

张耀辉^1,2，熊祖强³，李西凡³，王?³

1. 河南工业和信息化职业学院2. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室3. 河南理工大学能源科学与工程学院

摘 要：针对大石河通过导水通道引起矿井采空区积水增加的现状,为了解决采空区积水引起的煤矿安全生产问题,在掌握矿井水文地质条件的基础上,分析了矿井涌水增加的原因及地表水对矿井的危害,并利用多功能注浆材料采用地面帷幕注浆和煤柱加固的方法对导水通道封堵和提高煤柱防水能力,消除由于地表水引起的矿井突水隐患。在施工过程中优化施工工艺和设备,并采用瞬变电磁和钻孔窥视检验治理效果。研究结果表明:地表水与小煤窑采空区沟通,形成持续高压水,严重影响工作面安全回采。根据工程需要研发了多功能注浆材料,该材料能够适用水灰比（6.0～0.8）∶1.0,凝结时间为4～41 min,抗压强度为0.84～18.70 MPa,且可通过调节水灰比满足不同施工需求,帷幕注浆和煤柱加固的综合治理方法可在阻断导水通道的基础上加固煤体,提高煤柱防水能力,防止突水事故的发生。对比帷幕注浆加固前后瞬变电磁探测结果发现,加固区域电阻率大幅提高,视电阻率由5Ω·m提高至40Ω·m,富含水区范围缩小,钻孔窥视结果表明注浆加固能够较好加固破碎煤体,浆液能够填充煤体裂隙,胶结情况良好,通过注浆加固消除了矿井突水隐患,保证了工作面安全回采。

关键词：地表水;帷幕注浆;注浆加固;多功能注浆材料;防治水;