《華北型煤田煤層底板水害防控關鍵技術與裝備》是2023年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：華北型煤田煤層底板水害防控關鍵技術與裝備
- 出版時間：2023年8月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030750457
- 開本：16 開
內容簡介,目錄,
內容簡介
《華北型煤田煤層底板水害防控關鍵技術與裝備》系統闡述了我國華北型煤田開採水文地質條件，建立了“采前主動預防”與“災後快速治理”的煤層底板水災防控技術體系；運用水文地質學、工程地質學、採礦工程學、機械設計等多學科的理論與方法，綜合研究並揭示了煤層底板灰岩含水層突水機理，論述了主要的水害評價方法和水災隱患探查新技術，構建了煤層底板灰岩含水層水患超前區域治理技術體系，創建了礦井突水過水大通道快速封堵截流技術，並介紹了配套研發的高水壓硬岩層頂水定向鑽進智慧型化專用鑽機、智慧型化快速製漿注漿系統及裝備。
目錄
目錄
序一
序二
序三
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.2.1 采動底板突水機理 2
1.2.2 煤層底板注漿改造技術 4
1.2.3 巷道截流堵水技術 9
1.2.4 注漿堵水技術 10
1.3 本書主要內容 12
第2章 華北型煤田煤層底板水害成因及評價 14
2.1 煤層底板灰岩沉積演化與發育特徵 14
2.1.1 構造運動與沉積演化 15
2.1.2 奧陶系灰岩發育特徵 17
2.1.3 石炭系地層灰岩發育特徵 20
2.2 基於主應力狀態轉換的采動底板水害形成機制 23
2.2.1 煤層底板充水因素 23
2.2.2 底板岩層采動應力擾動程度判據 24
2.2.3 底板岩樣載入-卸壓應力路徑下的損傷特徵 27
2.2.4 底板采動應力時空演化特徵 36
2.3 礦井水文地質條件和水患探查新技術 43
2.3.1 雙封隔器分層抽水精細探查技術 43
2.3.2 煤礦巷道快速掘進“長掘長探”技術 45
2.3.3 煤礦井下隨掘地震監測技術 46
2.3.4 煤礦採煤工作面隨采地震探測技術 47
2.4 煤層底板突水危險評價方法 50
2.4.1 突水係數法 50
2.4.2 脆弱性指數法 51
2.4.3 五圖雙係數法 53
第3章 煤層底板灰岩含水層超前區域治理技術 55
3.1 超前區域治理模式分類和選擇準則 55
3.1.1 超前區域治理模式分類 55
3.1.2 超前區域治理模式選擇準則 62
3.2 水平孔傾斜裂隙注漿漿液擴散規律 62
3.2.1 水平孔傾斜裂隙注漿漿液擴散理論模型 62
3.2.2 水平孔傾斜裂隙注漿漿液擴散物理模擬 72
3.2.3 不同因素影響下水平孔傾斜裂隙注漿漿液擴散規律 83
3.3 超前區域注漿參數最佳化與工藝 88
3.3.1 鑽孔群注漿管理模型建立 88
3.3.2 注漿工程參數設計與最佳化 88
3.3.3 超前區域注漿工藝 96
3.4 隱伏導水通道超前判識與治理 106
3.4.1 隱伏導水通道類型與特徵 106
3.4.2 隱伏導水通道判識指標 108
3.4.3 隱伏導水通道判識方法 113
3.4.4 隱伏導水通道探查鑽孔施工方法 117
3.4.5 導水通道探治套用實例 118
3.5 注漿效果評價與檢驗 123
3.5.1 注漿效果定性評價方法 123
3.5.2 注漿效果定量評價方法 128
3.5.3 注漿效果孔中物探檢驗設備及配套工藝 137
3.5.4 注漿效果綜合檢驗技術 146
第4章 過水大通道快速封堵截流技術 148
4.1 過水大通道快速封堵截流機制 148
4.1.1 過水大通道內保漿袋囊受力狀態及力學模型 148
4.1.2 保漿袋囊變形移動規律及流場變化特徵 155
4.2 過水大通道封堵系統模擬試驗平台搭建 159
4.2.1 恆流恆壓試驗艙 160
4.2.2 投袋試驗艙 162
4.2.3 試驗艙穩壓穩流系統 163
4.2.4 骨料灌注系統 165
4.2.5 試驗系統流程 165
4.3 鑽孔控制注漿裝置及系統研究 165
4.3.1 鑽孔控制注漿鑽具結構 166
4.3.2 鑽孔控制注漿鑽具類型 170
4.3.3 鑽孔控制注漿配套機具 171
4.3.4 超薄高強度保漿袋囊製作 176
4.4 保漿袋囊充填注漿封堵過水大通道技術 183
4.4.1 過水通道保漿袋注漿材料 183
4.4.2 保漿袋囊對骨料快速灌注作用機制 190
4.4.3 保漿袋囊對水泥-水玻璃雙漿液快速封堵作用機制 194
4.4.4 不同阻水體阻水能力差異試驗 197
4.4.5 動水巷道快速截流數值模擬分析 199
4.5 現場試驗 220
4.5.1 突水過程 220
4.5.2 礦區地質概況 221
4.5.3 注漿堵水方案設計 225
4.5.4 治理方案實施 228
4.5.5 封堵效果分析 233
第5章 煤層底板水害防控關鍵裝備 236
5.1 井下硬岩層高水壓頂水定向鑽進裝備 236
5.1.1 煤礦井下硬岩層高水壓頂水定向鑽進裝備系統 236
5.1.2 電液控制智慧型化定向鑽機 237
5.1.3 衝擊螺桿馬達研製 251
5.1.4 鑽桿內孔高壓逆止閥研製 260
5.1.5 孔口旋轉防噴器研製 261
5.1.6 鑽進軌跡控制技術 265
5.2 智慧型化快速注漿系統及裝備 266
5.2.1 系統總體設計 266
5.2.2 連續製漿系統 269
5.2.3 高能注漿系統及裝備 272
5.2.4 液壓動力系統 276
5.2.5 電氣控制系統 280
5.2.6 現場試驗 285
第6章 煤層底板水害防治技術展望 289
參考文獻 291
