Eine neue Technik der Verpressung zur Verhinderung des Eindringens von Wasser-Sand-Gemischen in die Bergbaustelle – Eine Fallstudie

Das Eindringen von Wasser-Sand-Gemischen stellt allgemein eine erhebliche Bedrohung für den sicheren Betrieb von Kohlenabbaustätten dar. Daher sind proaktive Managementinitiativen unerlässlich, um die Auswirkungen der Bergbauaktivitäten zu verbessern. Ein neuartiger Ansatz, der die Verpressung in das unkonsolidierte Sandaquifer und die verwitterte Zone einbezieht, wurde zunächst im 1010-1-Streifen des Wugou-Kohlebergwerks in der Provinz Anhui, China, durchgeführt. In Anbetracht der hydrogeologischen Bedingungen des Untersuchungsgebiets wurden über 70.000 Tonnen Zement und Flugasche durch 42 Bohrlöcher injiziert. Probenahme, Labortests, Simulationen ähnlicher Materialien und numerische Simulationen der Neigungs- und Neigungsprofile wurden verwendet, um die Entwicklung und Merkmale während des Fortschreitens des Kohleflözes Nr. 10 zu erläutern. Die Ergebnisse zeigten, dass die Durchführung der Verpressung die Struktur des porösen Mediums verändert, das wässrige Medium geschwächt und die mechanische Festigkeit des Aquiferen Nr. 4 und der verwitterten Zone intensiviert hat. Diese Transformation erwies sich als vorteilhaft zur Reduzierung der Höhen der Abbruchzone und der wasserleitenden Bruchzone, wodurch mehr Kohle-Rockpfeiler für die Sicherheit übrigblieben. Siebenundzwanzig unterirdische Detektionsbohrlöcher und eine ganzräumliche 3D-Widerstandserkundung wurden eingesetzt, um die veränderten Eigenschaften mit niedrigem Wassergehalt zu verifizieren. Während des Bergbaus wurde die Höhe der Abbruchzone mit 19,70 m durch parallele elektrische Messungen zwischen den Bohrlöchern gemessen. Der Druck der hydraulischen Stützen in dem verpressten Bereich überschritt während des Bergbaus nicht den Nennarbeitsdruck. All diese Ergebnisse heben die bedeutende Auswirkung der Verpressung in diesem Untersuchungsgebiet hervor. Der fortlaufende sichere Abbau des 1010-1-Streifens zeigt, dass Verpressung verwendet werden kann, um das Eindringen von Wasser-Sand-Gemischen während der Bergbauaktivitäten zu verhindern.