一、項目介紹
近年來隨著我國煤炭開采深度、開采強度、開采規(guī)模的擴大，礦井含水奧陶系灰?guī)r構成的巷道圍巖自穩(wěn)能力較差，支護困難較大，同時表現(xiàn)為大范圍的淋涌水現(xiàn)象，奧灰導通斷層極易導致嚴重突涌水，嚴重威脅煤礦安全生產(chǎn)。
注漿作為有效的技術手段在礦井突水災害治理中得到廣泛的應用，其中注漿材料及防治技術成為水害治理的關鍵因素。由于奧灰含水層的注漿改造為大體積工程，材料用量巨大，僅采用水泥材料進行治理，導致開采成本過高，經(jīng)濟性低。同時，針對奧灰含水層注漿改造工程，缺乏系統(tǒng)的理論指導，特別是采用特種材料治理時，治理設計存在一定的經(jīng)驗性和盲目性。
項目利用礦區(qū)周圍堆砌的大量利用煤矸石，成功制備了適用于華北煤礦典型奧陶系灰?guī)r含水層長距離泵送的注漿改造材料，提出了該漿液在奧陶系灰?guī)r含水層中的擴散與堵水規(guī)律，通過數(shù)值模擬提出了本項目材料注漿改造的最佳厚度。建立并優(yōu)化了新型綠色奧灰含水層注漿材料生產(chǎn)工藝，完成了注漿材料堵水加固現(xiàn)場中試應用，實現(xiàn)了受水威脅煤層的安全開采，取得了顯著經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
二、主要創(chuàng)新點
1.新研制的過火煤矸石注漿材料強化了膠凝活性，具有良好的可注性、泵送性，凝結時間受溫度影響小、可控性強，材料結石體抗?jié)B性好、后期強度不降低等特點。
2.提出了新注漿材料在奧灰含水層中的擴散加固模型，揭示了該材料的封堵與加固機理，為奧灰含水層的最佳改造厚度提供理論依據(jù)。
3.實現(xiàn)了新型注漿材料的工業(yè)化生產(chǎn)，并成功應用于白莊煤礦奧灰含水層注漿改造工程。形成了奧灰含水層注漿改造與監(jiān)測關鍵技術體系。
三、應用效果
該注漿材料在某煤礦成功應用后，新增煤炭產(chǎn)量30萬噸；推廣至另一個礦業(yè)公司后，在嚴重受水威脅煤炭采區(qū)新增產(chǎn)量40萬噸；共累計安全采出煤炭70萬噸，新增產(chǎn)值3.63億元，利稅1.38億元。杜絕了突大水及人身事故，解放了受水威脅煤量，提高了資源回收率，保護了地下水資源，延長了礦井服務年限，經(jīng)濟、社會效益顯著。
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