随着我国华北型煤田浅部煤炭资源开采殆尽,深部煤炭资源受底板灰岩岩溶水害威胁严重,常规井下直孔注浆方式存在施工位置受限、钻遇含水层孔段短、注浆盲区大、目标位置不准确等问题。为此,提出了基于顺层定向钻孔进行注浆改造的超前区域治理技术,系统研究了顺层近水平注浆孔浆液运移规律、底板水害超前注浆模式、注浆参数控制工艺、隐伏导水通道超前判识探查与注浆效果检验与评价等。通过系统研究,构建煤层底板水害超前区域治理理论框架与技术体系,具体包括5方面内容:提出煤矿底板水害超前区域治理模式分类和选择准则,概化形成适用于我国华北型煤田地质及水文地质条件的底板含水层注浆改造模式;形成隐伏导水通道水平定向钻超前判识治理技术;建立超前区域治理关键注浆参数控制工艺体系;提出了注浆全过程的多指标定性、定量效果检验与评价技术。上述研究成果在煤层底板水害超前区域治理工程中成功应用,对底板水害超前区域治理起到重要的理论和技术支撑作用,为我国华北型煤田深部煤炭资源安全开采提供保障。

国家重点研发计划课题(2017YFC0804102)；

1 煤矿底板水害超前区域治理理念与技术体系
2 煤矿底板水害超前区域治理关键技术
2.1 治理模式分类和选择准则
2.1.1 模式分类
1)指标
2)模式
3)亚类模式
2.1.2 模式选择准则
2.2 超前注浆定向钻孔高效钻进工艺
2.2.1 套管段
2.2.2 回转钻进段
2.2.3 定向钻进
2.3 隐伏导水通道超前判识治理技术
2.3.1 类型与特征
2.3.2 判识指标
2.3.3 判识方法
2.4 底板水害超前治理关键参数控制工艺
2.5 检验与评价
2.5.1 定性评价方法
2.5.2 定量评价标准
2.5.3 孔中物探检验设备及配套工艺
2.5.4 综合检验技术
3 工程应用
3.1 治理模式选取
3.2 治理关键参数
3.3 工程布设与应用效果
4 展望
5 结论

董书宁,刘其声,王皓,郭小铭,柳昭星,郑士田,南生辉,刘建林,赵兆,石志远.煤层底板水害超前区域治理理论框架与关键技术[J].煤田地质与勘探,2023,51(01):185-195.