针对超前区域探查治理技术在探查治理设计、注浆改造工艺、治理效果评价方面存在的问题，通过分析邯邢矿区水文地质条件及邢东矿、辛安矿水害防治工程实例，对超前区域探查治理技术在深煤层底板高承压水害防治中的应用进行研究。研究得出：注浆治理目的层应综合分析研究区水文地质条件、突(涌)水方式，选择离煤层最近、厚度适中、可注性较好的含水层进行注浆改造；水平孔布设距离应考虑研究区水文地质类型、地质构造复杂程度及发育程度确定孔间距，并设计机动孔；水平孔布置方式应考虑工程目的；治理应按“探、注、验一体化”的思路，对钻进过程中遇到的地质现象实施注浆治理并检验；治理效果应利用突水系数、含水层涌水量、矿井涌水量、构造发现率、初始奥陶系岩溶水压等指标，通过迭代指数法组合量化后，重新评价。

我国煤田地质条件类型多,构造复杂。随着深部资源的大规模开发,我国矿井水害防治形势十分严峻,面临诸多挑战。定向钻探注浆技术有效结合定向钻进技术和注浆技术优势,在煤矿水害超前探查和治理中,得到广泛应用,取得良好效果。重点介绍了定向钻探注浆技术在煤矿顶板水害防治、底板水害防治、断层水害防治、陷落柱探查治理中应用的成功案例,可为煤矿水害防治方案设计和施工提供参考。

在巷道掘进过程中,直接揭露导水构造或离导水构造较近发生突水时,水害治理难度较大。赵家寨煤矿11运输石门在施工过程中,揭露前方导水裂隙突水,通过打造止浆墙、超前帷幕注浆等治水技术,使该巷顺利通过裂隙带。

阐述了直流电法超前探测技术的地球物理前提、原理、工作方法和资料解释。在煤矿井下巷道掘进中,查明掘进工作面巷道前方断层、裂隙带、陷落柱等富水异常区位置是煤矿安全生产急需解决的水害问题。为解决此类难题,利用直流电法超前探测技术,对掘进巷道进行超前探测工作。通过在某矿探测实例证明,此方法对含水断层有较好的探测效果,为保证巷道安全掘进起到了关键性的作用。

为了有效对带压回采工作面进行底板改造,保证工作面安全回采,赵家寨煤矿应用YD32(A)高分辨电法仪对12212工作面进行了探测。介绍了YD32(A)高分辨电法仪三极测深技术的工作原理及探测方法,简述了该技术在赵家寨煤矿12212工作面底板水害防治工作中的应用,并提出了在探测过程中应注意的一些问题,通过钻探验证及注浆后进行物探复测检验,效果较好。

矿井水害是制约煤矿安全高效生产的主要地质灾害之一,对其进行预测和预防有着非常重要的意义。分析了瞬变电磁法、直流电法的技术手段和应用特点,以同煤集团下属某矿井为例,以瞬变电磁法、直流电法同时进行探查作业,并对2种方法得出的数据进行分析。实证结果表明,这2种方法都可以有效判断煤矿井下富水区域位置,数据重合位置相对富水性区域几率较大,为掘进工作提供指导。在应用时,可以利用两者结合的综合物探技术,既提高探测的精度,又通过互相验证提高了探测可靠性。

为解决巷道掘进过程中迎头前方水害状况,采用瞬变电磁技术超前探测巷道迎头前方的富水性情况。现场采用重叠回线装置,固定探测仪器设备和参数,固定现场解释分析人员,降低系统误差,总结巷道掘进验证情况,为天煜恒晋煤业井下巷道安全掘进提供了技术指导。

针对盛鑫煤矿浅埋坚硬煤层51101综采面超前支护区域巷道的支护技术难题,通过现场调研及工程类比等方法,对其围岩变形的影响因素及破坏特征进行了分析,并确定出工作面超前支护区域巷道支护参数。运用FLAC3D数值模拟软件,对支护前后巷道围岩位移场变化进行对比分析,分析得出顶板最大下沉量及底板变形量收敛值明显降低,支护参数合理可行。现场实践表明:51101工作面超前支护区域围岩变形速度及围岩变形量都在安全合理范围之内,实现了矿井的安全高效开采,同时为相似工程地质条件下的超前支护技术提供一定借鉴。

通过对纳林河二号煤矿31102工作面回风巷超前支护段强矿压作用机理及回采过程中微震监测系统、超前应力监测系统、地面沉降观测数据的综合分析，总结了临空巷道回采期间超前支护段巷道变形机理及覆岩运动规律。结合现场矿压规律和微震监测数据分析结果，将超前支护前300 m划分为高、中、低频区和稳定区，针对不同区段采取“四位一体”支护设计。现场实施后巷道变形得到有效控制，实现了安全高效回采，对类似矿井大采高临空巷道超前支护有一定借鉴意义。

针对王洼煤矿E1108大倾角综采工作面煤层赋存条件复杂、顶板倾角变化大,工作面上下端头及两巷超前支护段顶板维护困难的实际情况,研究制定了工作面上下端头顶板支护技术措施,分别提出了回采巷道在顶板倾角小于5°、5～15°、大于15°不同阶段的超前支护技术方案。现场实践表明,当回采巷道顶板倾角大于15°时,采用挖底、接顶超前支护技术措施后,顶板下沉速度显著减小,运输巷超前支护段顶板最大下沉量为170 mm,回风巷超前支护段顶板最大下沉量为230 mm,既满足了巷道回采层位的要求,又保证了回采期间巷道超前支护段顶板的稳定性。