叠层多分支水平井精准建造陷落柱堵水塞技术

【摘要】：岩溶陷落柱突水是煤矿重大水患，陷落柱治理通常是在矿井淹井后进行，如何实现由被动治理向主动防治转变，是防治水重大难题之一。基于淮南某矿大型垂向导水陷落柱的三维地震剖面同相轴错断（下拉）和地震属性切片上近圆形的异常分布等初筛发现，地面7个钻孔取心钻探、群孔抽水试验、测井测温、拟电流场测漏等勘探验证，综合资料对比研究；进一步查清了陷落柱平面近似椭圆形（陷落柱断裂带在1煤底板上长轴95 m，短轴74 m），剖面上“上小下大”的椎体形态，导水裂隙带发育顶界高度至4煤底板的骆驼钵砂岩、基底在寒武系灰岩中等陷落柱形态特征和水文地质条件；提出了在陷落柱的1煤底板裂隙区，剖面上分别沿太原群C3Ⅱ组9灰和C3Ⅰ组3灰、设计叠层多分支水平井（相邻水平井间距40 m，扩散半径20 m）；平面上以1煤导水裂隙带以外100 m范围来设计形成320 m×290 m陷落柱平面治理范围。结果表明：通过多分支水平井造孔轨迹精准控制，反复充填+压裂注浆工艺实施和注浆质量效果针对性的检验等，实见1煤裂隙区浆液有效扩散半径超过80 m,1煤底板隔水层岩柱厚度超81.8 m、大于奥灰高压含水层突水系数的要求，平面上和剖面上立体精准地建造陷落柱的“堵水塞”，实现了华北型岩溶陷落柱超前治理。