随着煤炭资源不断开采，华北煤田浅部资源已逐渐枯竭，矿井开采向深部转移势在必行。由于华北煤田奥陶系岩溶裂隙含水层分布广且富水性强，根据以往奥灰突水事故，奥灰水害造成极为惨重的人员伤亡和经济损失，华北煤田深部大量煤炭资源由于受奥灰水害威胁而无法正常开采。为了解放华北煤田深部煤炭资源，延长矿井服务年限，国内相关学者提出了隔水层注浆加固，通过注浆手段增加有效隔水层厚度而实现煤层带压开采。但是在薄隔水层情况下，即使隔水层全部为有效隔水层的情况下，突水系数仍然不满足现有规程规范中相关规定要求，导致薄隔水层情况下，受奥灰水害威胁煤层无法进行带压开采，鉴于此本项目提出了奥灰顶部岩层利用与注浆改造的防治水思路，解放深部薄隔水层煤炭资源。

    本项目采用了现场探查和测试、理论分析和计算等方法。通过井上下综合物探、钻探及水文地质试验等多手段的水文地质条件综合探查技术，采用井下多分支近水平井钻探技术，研究11#煤底板隔水层和奥灰顶部地层的水文地质条件；通过底板破坏分析及多方式裂隙发育深度动态测试，研究11#煤回采引起奥灰顶部地层的扰动程度和破坏规律，研究奥灰的突水威胁；综合上述研究结果，分析利用奥灰顶部地层进行奥灰水害治理的技术方法。

    首先针对奥灰顶部地层的含（隔）水性特征探查，选择区域与工作面相结合、井上与井下联合、物探和钻探等多种方式组合的综合探查技术，探查奥灰顶部地层（包括峰峰组二段和一段）的岩层分布及含（隔）水性等特征，查明奥灰顶部峰峰组各段厚度、富水区分布及隔水性能等条件。在工作面回采前进行精细化探查，在巷道掘进前、后和回采前，采用多种物探方法，并引进奥灰井下定向长距离钻进技术，结合常规钻孔，对工作面底板奥灰顶部进行全面的探查及改造。随钻探进行水文地质试验和化探等工作，获得各段岩层地质和水文地质参数。通过探查结果分析和评价，查明11#煤安全回采受底板奥灰水害的威胁程度，评价奥灰顶部地层的可利用性。通过奥灰顶部岩层利用与注浆改造基本思路，实现了3105、3104工作面安全回采。