焦作矿区为掩盖式石炭二叠纪煤田，北依太行山，东至修武、辉县，南抵武陟县，西达博爱县。东西走向长65km,南北倾斜宽20km，矿区总面积约1300km2。矿区主采煤层为山西组二1煤，煤层总厚6~9m，埋深100~1000m，为优质无烟煤，地质储量285亿t。
矿区处于东西向构造段新华夏系构造的复合部位，区内广泛分布着燕山期以来新生成的各种构造形迹，以多期活动的高角度正断层为主，褶皱构造表现微弱，断裂构造按其展布方向可分为NW向、NE向和近EW向3组，近EW向张性断层和NE向压扭性断层控制着地下水的补给、径流和排泄。
矿区发育有4个含水层(组)，自上而下分别是第四系(Q)砂砾石含水层；二叠系(P1)砂岩裂隙含水层；石炭系(C3)薄层灰岩岩溶含水层；奥陶系(O2)巨厚层灰岩岩溶含水层，其中后两个含水层（组）对矿井安全生产威胁最大。石炭系(C3)薄层灰岩岩溶含水层主要有八层灰岩含水层（L8）和二层灰岩含水层(L2)，八层石灰岩层厚6~10m，上距二1煤层18~40m，一般20m，该含水层含水性较强，是二1煤层的直接充水水源，矿区曾经发生近千次八层灰岩突水，最大突水量达6300m3/h。该含水层一旦通过构造、矿压破坏等形式与“二灰”、“奥灰”沟通，常会造成淹没采区及矿井的灾害性突水事故，是矿井开采过程中重点治理对象。二层石灰岩层厚8~12m，上距二1煤层70m，下距“奥灰”顶面一般20m，该含水层岩溶裂隙发育，富水性强，水位变化基本与奥灰水位同步，是上覆各含水层的补给水源。当巷道与其接近或通过破碎带与之相通时，可能造成突水淹井事故。奥陶系灰岩含水层(O2)为煤系地层之基底，厚400m，岩溶裂隙十分发育，富水性强，在太行山区直接接受大气降水及地表水的大量补给，然后转为地下径流，向东南运移进入矿区深部，成为焦作矿区各含水层间接的强大补给水源。
面对焦作矿区水文地质条件复杂、突水频繁、水害威胁严重的困难，焦煤集团投入了大量的人力物力，采取了多种水害防治手段。通过长期的探索和实践逐步加深了对焦作矿区水文地质和水害防治客观规律的认识，在搞清水文地质条件的基础上，选择治水效果好、工程量小、投资少的煤层底板含水层注浆堵水技术解决焦作矿区的水害问题。
通过对该技术的理论研究、实验室分析和现场实施，取得了以下主要成果：（1）在涌水量和突水量预测方面进行了有益的理论探索。（2）利用地下水渗流场分析法、水文地球化学特征组分法和逐步聚类分析法，判别分析了突水的水源及可能通道，为注浆孔布置提供了科学依据。（3）研制开发了本地粘土和水泥的混合注浆材料，既保证了注浆效果，又降低了工程费用。（4）研制开发了系列井下钻孔高压止水器，解决了注浆钻孔提前出水止水的难题。（5）研制开发了注浆孔固料添加器和柔性阻水材料，解决了在井下封堵突水点时注固料的困难，拓宽了注浆改造技术的应用范围。(6)解决了注浆钻孔在高压水条件下钻进遇到的一系列技术难题。(7)解决了高压情况下注浆时发生的跑浆、底鼓等难题。(8)成功利用该系统封堵井下突水点，减少了涌水量，节约了排水费。
通过煤层底板含水层改造技术的成功应用，焦作矿区实现了水害防治由被动防水向主动治水的战略转变，为综采等先进采煤技术在焦作矿区的应用和推广打下了坚实的基础，具有重要的理论意义和现实意义。
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