一、项目介绍
近年来随着我国煤炭开采深度、开采强度、开采规模的扩大，矿井含水奥陶系灰岩构成的巷道围岩自稳能力较差，支护困难较大，同时表现为大范围的淋涌水现象，奥灰导通断层极易导致严重突涌水，严重威胁煤矿安全生产。
注浆作为有效的技术手段在矿井突水灾害治理中得到广泛的应用，其中注浆材料及防治技术成为水害治理的关键因素。由于奥灰含水层的注浆改造为大体积工程，材料用量巨大，仅采用水泥材料进行治理，导致开采成本过高，经济性低。同时，针对奥灰含水层注浆改造工程，缺乏系统的理论指导，特别是采用特种材料治理时，治理设计存在一定的经验性和盲目性。
项目利用矿区周围堆砌的大量利用煤矸石，成功制备了适用于华北煤矿典型奥陶系灰岩含水层长距离泵送的注浆改造材料，提出了该浆液在奥陶系灰岩含水层中的扩散与堵水规律，通过数值模拟提出了本项目材料注浆改造的最佳厚度。建立并优化了新型绿色奥灰含水层注浆材料生产工艺，完成了注浆材料堵水加固现场中试应用，实现了受水威胁煤层的安全开采，取得了显著经济效益、环境效益和社会效益。
二、主要创新点
1.新研制的过火煤矸石注浆材料强化了胶凝活性，具有良好的可注性、泵送性，凝结时间受温度影响小、可控性强，材料结石体抗渗性好、后期强度不降低等特点。
2.提出了新注浆材料在奥灰含水层中的扩散加固模型，揭示了该材料的封堵与加固机理，为奥灰含水层的最佳改造厚度提供理论依据。
3.实现了新型注浆材料的工业化生产，并成功应用于白庄煤矿奥灰含水层注浆改造工程。形成了奥灰含水层注浆改造与监测关键技术体系。
三、应用效果
该注浆材料在某煤矿成功应用后，新增煤炭产量30万吨；推广至另一个矿业公司后，在严重受水威胁煤炭采区新增产量40万吨；共累计安全采出煤炭70万吨，新增产值3.63亿元，利税1.38亿元。杜绝了突大水及人身事故，解放了受水威胁煤量，提高了资源回收率，保护了地下水资源，延长了矿井服务年限，经济、社会效益显著。
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