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、拱構(gòu)中門代鋼管褥手架貨I:方案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.丫-作面預(yù)注漿等措施,對(duì)下山底板進(jìn)行注漿加固，施工中堅(jiān)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(yàn).關(guān)鍵詞：下山底板;富含水層;注漿加固防水;施工技術(shù)中圖分類號(hào)：TD265.

2、 4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào)：16710959 (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(jì)方位角17.,下山頂沿庚20煤層布置,標(biāo)高一250, 450m,設(shè)計(jì)長(zhǎng)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qbl8mmX1800mm樹脂錨桿，間排距800mmX800mm.該下山向下施工440m時(shí)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(shí)都有突水可能,為保證庚三膠帶下山施工安全,2010年9月決定停工對(duì)下山底板進(jìn)行注漿加固,注漿范圍為距工作面50m

3、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）, I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,L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(shí)間長(zhǎng)，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,最大涌水量達(dá)3200m/h.目前庚三膠帶下山工作面底板標(biāo)高一

4、310nl，工作面45nl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(shí)涌水量達(dá)20m/h,拔出鉆桿 時(shí)從鉆孔中涌出泥 砂,巖塊，lOmin后涌水達(dá)50m/h.在距工作面39m施工2探水孔, 孔深4. 5m時(shí)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(zhǎng)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(jì)2.1注漿方案通過對(duì)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

5、 定以疏放為主，局部底板加固的防治水方案.首先對(duì)下山底板下挖0.5m,澆注混 凝土止?jié){層，對(duì)工作面10m范圍內(nèi)集中出水點(diǎn)澆注止?jié){墻.整個(gè)注漿工程分 三個(gè)階 段進(jìn)行,笫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(duì)止 漿墻內(nèi)進(jìn)行充填加固，再通過預(yù)埋孔口管對(duì)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(yàn)證,對(duì)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(yàn)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5m, 每排放射狀均勻布置5個(gè)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

6、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(jí)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, 0. 6.注漿壓力為1. 0, 1. 5MPa,終壓控制2MPa以內(nèi).2.2注漿施工2. 2. 1施工前準(zhǔn)備工作先對(duì)注漿范圍內(nèi)底板浮砰進(jìn)行清理,按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋 收稿日期:20H0117作者簡(jiǎn)介:梁祖軍（1968 -）,男，河南鄲城人，高級(jí)工程師,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、

7、127mmXl. 5m孑L 口管,每排孔口管用工字鋼連為一個(gè)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 10m位置施工止?jié){墻，墻里側(cè)用砰石充填，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①|(zhì)量.2. 2. 2鉆孔選用QzlOOK型潛孔鉆機(jī),dP50mmX0. 5m鉆桿，Qb80mm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(duì)孔Lt 管進(jìn)行透孔注漿加固,增加止?jié){ 墊的厚度.注漿后凝固48h,掃孔進(jìn)行耐壓試驗(yàn),抗 壓能力 達(dá)到0. 6MPa以上,孔口管安裝qbl27mm閥門后方可進(jìn)

8、行 鉆孔注漿施工.注 漿孔施工過程中，出水量較小時(shí)可一次鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度，并按設(shè)計(jì)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(shí)，停鉆采用分段下行注漿，最終 達(dá)到設(shè)計(jì)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 - 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(shí)使用10-15Be的水玻璃漿液,正常注漿時(shí)使用2025Be的水 玻璃漿液,終孔注 漿時(shí)使用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(jì)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

9、3個(gè)檢驗(yàn)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10m/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(yàn);鉆進(jìn)過程 中，若水量大于10m/h時(shí)，停止 鉆進(jìn)進(jìn)行分段注漿封堵.安排專人對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行管 理，加強(qiáng)排水設(shè)備檢修工作，1臺(tái)潛水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，1臺(tái)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(gè)階段注漿加固累計(jì)用時(shí)6拱構(gòu)電口式鋼管火手架奐135d,施工鉆孔1855m（其中原始鉆孔692m）,消耗水泥218. 7t,水玻璃78. 7t

10、（見 表1）.施工鉆孔時(shí)單孔最大涌水 量達(dá)lOOm/'h,注漿結(jié)束后實(shí)測(cè)涌水量2m/h,堵水率 達(dá)94. 3%,封堵涌水效果十分明顯.表1笫1, 2段局部加固注漿匯總表3結(jié)語(yǔ)由于未能及時(shí)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(duì)注漿加固堵水工作帶來一定困難，向前掘進(jìn)中要堅(jiān)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(shí)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(jì)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），（上接第30頁(yè)）3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(shí)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) 研究總院,