平煤二礦庚三膠帶下山底板注漿加固防治水施工技術(shù)

1、平煤二礦庚三膠帶下山底板注漿加固防治水施工技術(shù)平煤二礦庚三膠帶下山底板注漿加固防治水施工技術(shù)2011年第 5 期煤炭工程平煤二礦庚三膠帶下山底板注漿加固防治水施工技術(shù)梁祖軍( 中平能化平煤股份二礦 , 河南平頂山 467000)摘要: 平煤股份二礦庚三膠帶下山施工過程中揭露斷層破碎帶 , 導(dǎo)通了底板直接 充水含水層, 通過底板澆注止?jié){層注漿 , 集中出水段采用止?jié){墻封閉注漿 , 預(yù)留止?jié){巖 柱 .Y- 作面預(yù)注漿等措施, 對下山底板進(jìn)行注漿加固 , 施工中堅持物探與鉆探相結(jié)合 ,消除了底板水 害威脅, 為類似條件巷道防治水施工積累了經(jīng)驗 .關(guān)鍵詞:下山底板 ; 富含水層 ;注漿加固防水 ;施工

2、技術(shù)中圖分類號 :TD265.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :B 文章編號 :1671 0959(2011)05-0031-021 工程概況 平煤股份二礦庚三膠帶下山位于庚三采區(qū)下部 , 開口與庚三膠帶上山相連 , 下山設(shè)計方位角 17., 下山頂沿庚20煤層布置,標(biāo)高一 250, 450m,設(shè)計長度1400m.矩形斷面,下山凈寬4.8m,凈高2.5m,錨網(wǎng)梁支護(hù),錨桿采用qbl8mmX1800m樹脂錨桿，間排距800mmX800m該下山向下施工440m時揭露斷層破碎帶，破壞了底板隔水層的完整性，造成底板出現(xiàn)涌水，水量達(dá)35m/h,隨時都有突水可能, 為保證庚三膠帶下山施工安全 ,2010 年 9月決定 停

3、工對下山底板進(jìn)行注漿加固 , 注漿范圍為距工作面 50m 以內(nèi).庚20煤層厚度1.9m,傾向17.,傾角7.,9.直接頂板為灰?guī)r（厚5.5m）,底板巖 層依次為砂質(zhì)泥巖（厚2.8m）,中粒砂巖（厚4.2m）,l葉灰?guī)r（6.8m）.該下山以 斜交 斷層為主,北東向張性斷層，裂隙較發(fā)育丄灰?guī)r為 直接充水含水層，下伏的寒武系 灰?guī)r為間接充水含水層，距庚20煤層20m,均為巖溶裂隙承壓水，目前水位標(biāo)高 一272.6m.構(gòu)造破碎帶及礦壓破壞區(qū)域庚20煤層的直接底 板往往被破壞，構(gòu)成突 水威脅,涌水量大,持續(xù)時間長, 水量穩(wěn)定.2005年,2007 年附近巷道曾發(fā)生過兩次 煤層底 板突水事故 , 最大涌水

4、量達(dá) 3200m/h. 目前庚三膠帶下山工作面底板標(biāo)高一 310m,工作面45m范圍內(nèi)底板多處涌水，主要出水點(diǎn)集中在工作面附近斷層破碎帶位置.在距工作面49m底板施工1探水孔，孔 深6.5m時涌水量達(dá)20m/h,拔出鉆桿 時從鉆孔中涌出泥 砂,巖塊,10min后涌水達(dá)50m/h.在距工作面39m施工2探水孔, 孔深4.5m時水量60m/h,拔出鉆桿后瞬間達(dá) 到300m/h.經(jīng)過綜合分析確定底板涌水 為 L 灰?guī)r裂隙水 , 且含水層裂隙發(fā)育 , 與鄰近突水點(diǎn)有一定的連通性 . 2 注漿防水 設(shè)計2.1 注漿方案通過對目前庚三膠帶下山區(qū)域的水文地質(zhì)情況分析 , 該區(qū)域水文地質(zhì)條件復(fù)雜 , 治理難度

5、大 , 由于底板富水異 常帶寬度大 , 采用帷幕注漿封堵水源很困難 , 綜合分析 確定以疏放為主，局部底板加固的防治水方案.首先對下山底板下挖0.5m,澆注混 凝土止?jié){層，對工作面10m范圍內(nèi)集中出水點(diǎn)澆注止?jié){墻.整個注漿工程分 三個階段進(jìn)行,第 1階段為止?jié){墻外底板加固堵水階段 , 由后向前依次進(jìn)行 ;第2階段對止 漿墻內(nèi)進(jìn)行充填加固 ,再通過預(yù)埋孔口管對底板及工作面前方 30m進(jìn)行預(yù)注漿；第3階段為工作面超 前探水注漿 ,采用物探先行,鉆探 驗證, 對下山底板富水區(qū)進(jìn)行預(yù)注漿加固堵水 , 掘進(jìn)20m,預(yù)留10m止?jié){巖柱.根據(jù)經(jīng)驗擴(kuò)散半徑按3m考慮,注漿孔控制范圍為下山底板7m,下扎距兩幫5

6、m, 每排放射狀均勻布置5個鉆孔，兩側(cè)孔口管距巷幫為0.5m,第1階段布置7排孔， 第2階段 布置 3排孔.止?jié){墻采用單體平面型混凝土止?jié){墻 ,墻厚 2.5m, 兩側(cè)及底 板嵌入圍巖不少于 0.5m. 注漿采用水泥 , 水玻璃雙液漿 , 水泥選用 42.5 級普通硅酸 鹽水泥, 水泥漿 液水灰比為 0.8,1（ 重量比）, 水玻璃漿液與水泥漿體積比為0.4,06 注漿壓力為1.0,1.5MPa,終壓控制2MPs以內(nèi).2.2 注漿施工2.2.1 施工前準(zhǔn)備工作先對注漿范圍內(nèi)底板浮矸進(jìn)行清理 ,按設(shè)計要求預(yù)埋 收稿日期:20110117 作者簡介:梁祖軍（1968一）, 男,河南鄲城人,高級工程師

7、,工程碩士,1991 年畢 業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)院 , 現(xiàn)任中平能化平煤股份二礦總工程師 .31煤炭工程 2011 年第 5 期127mmX1.5孑L 口管，每排孔口管用工字鋼連為一個整體.工字鋼距底板0.2m,穿進(jìn)兩幫煤壁0.5m,分段由外向 里澆注0.5m厚混凝土止?jié){層.在距工作面 lOm位置施工 止?jié){墻,墻里側(cè)用矸石充填，預(yù)埋孔口管，導(dǎo)水管及充填 加固管.施工 中加強(qiáng)導(dǎo)水及收水工作 , 確?；炷翝沧?質(zhì)量 .2.2.2 鉆孔選用QzlOOK型潛孔鉆機(jī)，dP50mm 0.5m鉆桿,qb80mr型沖擊器,90mm鉆頭,根據(jù)預(yù)埋孔LI管方位,傾角穩(wěn)好鉆機(jī),先對孔Lt 管進(jìn)行透孔注漿加固，增加止?jié){

8、墊的厚度.注漿后凝固48h,掃孔進(jìn)行耐壓試驗，抗 壓能力 達(dá)到0.6MPa以上,孔口管安裝qb127mm閥門后方可進(jìn)行 鉆孔注漿施工.注 漿孔施工過程中 , 出水量較小時可一次 鉆進(jìn)至設(shè)計深度 , 并按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注漿 ; 當(dāng) 鉆進(jìn)過程中 單孔出水量大于10m/h時，停鉆采用分段下行注漿，最終 達(dá)到設(shè)計孔深.2.2.3 注漿工藝注漿選用2TGZ 60/210型注漿泵以及相配套的TL 一 500型立式攪拌機(jī)，注漿 前先壓入清水 , 檢查是否有漏水現(xiàn) 象, 如有漏水 , 在注漿前用錨固劑封堵 . 開始注漿 時使用10 15Be的水玻璃漿液，正常注漿時使用20 25Be的水 玻璃漿液,終孔注 漿時使

9、用30,35Be的水玻璃漿液.注漿 過程中，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計終壓并維持 30min 以上方可 停止注漿 . 最后注漿完工后 , 在注漿段上 , 中, 下部施工 3 個檢驗孔 , 如果有出水現(xiàn)象則進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿 . 鉆注施工循 環(huán)如圖 1 所示.圖 1 鉆注施工循環(huán)圖l0m/h2.2.4 防突水措施打鉆注漿前必須按規(guī)定先安設(shè)孔口管及控水閥門 , 并 進(jìn)行耐壓試驗 ; 鉆進(jìn)過程 中,若水量大于IOm/h時，停止鉆進(jìn)進(jìn)行分段注漿封堵.安排專人對排水設(shè)備進(jìn)行管 理, 加強(qiáng)排水設(shè)備檢修工作 ,1 臺潛水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn) ,1 臺備用, 確保排水能力不少于 200m/h.2.3 注漿效果目前第 1 階段,第2階

10、段注漿已結(jié)束 ,恢復(fù)正常掘進(jìn) , 已順利通過此段富水異常區(qū). 兩個階段注漿加固累計用時35d,施工鉆孔1855m其中原始鉆孔692m）,消耗水泥218.7t,水玻璃78.7t（見 表 1）. 施工鉆孔時單孔最大涌水 量達(dá) 100m/h, 注漿結(jié)束后實測涌水量 2m/h, 堵水率 達(dá) 94.3%, 封堵涌水效果十分明顯 .表 1 第 1,2 段局部加固注漿匯總表3 結(jié)語由于未能及時探明工作面前方巷道底板地質(zhì)及水文地 質(zhì)情況 , 巷道底板出水后 對注漿加固堵水工作帶來一定困 難,向前掘進(jìn)中要堅持 有掘必探,淺注加固,兼顧 疏水, 確保安全的原則,加強(qiáng)巷道底板超前探放工作 ,及時探 明斷裂構(gòu)造水和巖溶 水進(jìn)行超前注漿加固 , 確保安全隔水 層厚度符合設(shè)計要求 ; 在庚三采區(qū)下部富水異 常區(qū)多打放 水孔, 加快疏水降壓速度 , 杜絕盲目帶壓掘進(jìn) , 確保安全 施工.（ 責(zé)任編 輯趙巧芝 ）J J J（ 上接第 30 頁）J3 顏立新,康紅普.特大斷面巷道圍巖穩(wěn)定性與支護(hù)技術(shù) 6 康紅普,林健,吳擁 政 . 全斷面高預(yù)應(yīng)力強(qiáng)力錨索支護(hù)技術(shù)4532c/ 地下開采現(xiàn)代化技術(shù)理論與實踐 . 北京: 煤炭工業(yè) 出版社,2007.張占濤. 大斷面煤層巷道圍巖變形特征與支護(hù)參數(shù)研究 7 D.北京: 煤炭科學(xué) 研究