核桃峪煤矿主斜井施工防治水技术研究

发布时间：2023-12-10 10:05

　　矿井水灾是煤矿建设与生产过程中的主要灾害之一,防治水灾害对保证矿井安全和施工进度具有重要意义。论文以核桃峪煤矿主斜井为背景,在分析水文地质及工程技术条件的基础上,对建井过程中防治水问题进行了研究。研究对主斜井建井阶段涌水量进行实测,并以此为依据制定了泄压措施、排水措施和注浆堵水技术方案。根据工作面涌水情况及岩性参数,模拟了浆液在水平单裂隙岩体中的流动情况,利用裂隙网络模拟绘制了浆液扩散图形,并运用数值模拟和物理模拟对注浆工艺技术参数进行调整,优化了掘进工作面注浆方案。研究分析,现有条件下注浆扩散半径只能达到2m左右,选用常规注浆工艺,不能保证穿浆液扩散到预期裂隙。基于此,研究采用超深孔爆破技术注浆工艺,扩大了裂隙扩展半径,提高了注浆效果和围岩稳定性。针对核桃峪煤矿主斜井深度大、穿越特厚砂岩层涌水量大等特点,研究对建井期间排水系统中设备选型、管线布置、水仓设计、系统循环推进等技术方案和施工管理措施进行了优化。工程实践证明,研究解决了主斜井施工难、喷浆浪费、建井成本高等实际问题,提高了施工速度,保证了建井安全和施工效果,为陇东地区同类型煤矿的矿井建设和安全生产提供了理论依据和工程经验。

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 井筒涌水量预测方法研究现状
        1.2.2 井筒施工水灾害防治技术研究现状
        1.2.3 斜井井筒穿越含水层技术研究现状
        1.2.4 井筒注浆技术研究现状
    1.3 研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法和技术路线
2 核桃峪煤矿主斜井施工分析
    2.1 核桃峪煤矿主斜井地质条件分析
        2.1.1 主斜井地质条件分析
        2.1.2 主斜井水文地质条件分析
        2.1.3 主斜井含水层隔水层划分
        2.1.4 主斜井涌水量实测
    2.2 核桃峪煤矿主斜井施工技术分析
        2.2.1 基岩段施工方法
        2.2.2 特殊施工方法
    2.3 本章小结
3 核桃峪煤矿主斜井裂隙岩体水泥浆液流动的数值模拟
    3.1 水平单裂隙牛顿流体的注浆扩散模型
    3.2 计算模型及数学模型
        3.2.1 计算模型
        3.2.2 数学模型
    3.3 网格划分及边界条件
        3.3.1 网格划分
        3.3.2 边界条件
    3.4 计算模拟结果
        3.4.1 流速场
        3.4.2 压力场
        3.4.3 扩散半径
    3.5 本章小结
4 核桃峪煤矿主斜井二维随机裂隙岩体灌浆数值模拟
    4.1 裂隙岩体注浆渗流控制方程
    4.2 计算模型
    4.3 网格划分及边界条件
        4.3.1 网格划分
        4.3.2 边界条件
    4.4 计算模拟结果
        4.4.1 流速场
        4.4.2 压力场
        4.4.3 扩散半径
    4.5 本章小结
5 核桃峪煤矿主斜井注浆堵水试验研究
    5.1 主斜井超深孔爆破注浆研究
        5.1.1 超深孔爆破注浆机理
        5.1.2 超深孔爆破注浆工艺
        5.1.3 注浆材料选择
        5.1.4 注浆参数的确定
    5.2 主斜井注浆试验研究
    5.3 主斜井水量监测与数据分析
    5.4 主斜井围岩变形监测与数据分析
    5.5 主斜井施工方案优化
    5.6 本章小结
6 结论及展望
致谢
参考文献



本文编号：3872297