煤炭工程

作者：李　哲,丁　湘,蒲治国,闫　鑫,庞　龙,刘凯祥

单位：1. 中煤能源研究院有限责任公司，陕西 西安 7100542. 中煤冲击地压与水害防治研究中心，内蒙古 鄂尔多斯 017000

关键词：松散含水层,顶板水害,超前区域治理,地面定向钻孔,柔性注浆材料,帷幕截流,

淮南煤田基岩之上覆盖巨厚松散层，其底部第四含水层（简称“四含”）厚度大、富水性强。板集煤矿5煤顶板直接充水水源主要受“四含”垂向及侧向补给，这导致矿井不仅面临严重的顶板松散层水害威胁，还存在因“四含”失水引发地层沉降，进而造成井筒变形破坏的风险，因此需严格保障回采期间松散层“零出水”。为解决上述难题，基于定向钻进与长距离注浆技术，提出顶板水害超前区域治理方案，将防治思路由被动治理转变为主动预防。在工作面回采前，在顶板导水裂隙带之上实施垂向导水层位注浆改造，并对侧向导水补给通道进行帷幕截流。采用数值模拟方法验证了治理层位的可靠性，构建了注浆材料柔性量化评价指标，通过浆液配比试验优选出柔性水泥-黏土浆配方，有效降低了采后顶板注浆层失效风险。针对临近松散层无底隔区的特点，制定高压浆液扩散控制注浆工艺。工程实践结果表明，该超前区域治理技术在采前成功切断了顶板垂向及侧向导水补给通道，回采期间顶板治理层未受采动破坏，实现了工作面回采时松散层“零出水”目标。

来源：2025年第12期

《煤炭工程》期刊编辑部

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