底板注漿改造在礦山防治水中的應(yīng)用

1、<p>　　底板注漿改造在礦山防治水中的應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]隨著礦井開(kāi)采深度、強(qiáng)度、速度、規(guī)模的增加和擴(kuò)大，煤層底板承受的水壓越來(lái)越大，當(dāng)超過(guò)自身強(qiáng)度時(shí)，會(huì)造成底板承壓水突出。底板注漿改造一方面可以封堵底板裂隙，另一方面可以增強(qiáng)底板自身強(qiáng)度，大大降低了底板突水事故發(fā)生的頻率。本文以某煤礦2614工作面為例，介紹煤層底板注漿技術(shù)改造在煤礦防治水中的應(yīng)用及改造效果。 </p>

2、<p>　　[關(guān)鍵詞]底板注漿改造 煤礦防治水 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TD74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）22-0226-01 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　我國(guó)現(xiàn)在大部分煤礦都在進(jìn)行帶壓開(kāi)采，礦井承壓水突出是煤礦經(jīng)常發(fā)生的突水事故之一。重大的承壓水突出事故

3、會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)建設(shè)，威脅礦井和礦工安全，甚至造成礦井癱瘓、生產(chǎn)中斷、人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，做好防治承壓水突出是每個(gè)具有承壓水突出條件礦井的首要工作，注漿改造工作面底板又是一種行之有效的方法，現(xiàn)在被多數(shù)煤礦采用。 </p><p><b>　　1 工作面概況 </b></p><p>　　1.1 工作面位置概況 </p><p>　　2

4、614工作面上部與2612工作面相鄰（未掘進(jìn)）；南至28皮帶下山繞道車(chē)場(chǎng)煤柱；北至北部火成巖侵蝕區(qū)邊界。該回采工作面地質(zhì)構(gòu)造條件較復(fù)雜，整個(gè)工作面煤層基本呈寬緩復(fù)式褶曲構(gòu)造形態(tài)，中部為背斜形態(tài)，里段為向斜形態(tài)，傾角2～12°，平均6°。通過(guò)前期分析，工作面正常掘進(jìn)區(qū)段內(nèi)揭露F2624-4、F2614-5、F2614-6、F2614-7、F2614-8五條斷層對(duì)工作面回采有一定影響。切眼向外140米一條三維地震斷層DF

5、079斷層，落差為6米，對(duì)工作面回采影響較大。上巷切眼向外760米揭露煤厚0.3-0.7米薄煤帶，預(yù)計(jì)工作面內(nèi)有一定的延伸，對(duì)工作面回采有一定影響；回采初期受火成巖底板侵蝕，煤層局部蝕變，回采初期影響較大。 </p><p>　　1.2 工作面水文地質(zhì)概況 </p><p>　　2614工作面掘進(jìn)期間局部地段發(fā)生頂板淋水及底板滲水現(xiàn)象，充水水源為頂、底板砂巖裂隙水。工作面水害威脅主要為太原

6、組上段灰?guī)r水，工作面煤層底板承受的水頭壓力約為4.5～5MPa，為帶壓開(kāi)采。該工作面安全水壓按照公式p=TsM計(jì)算，其中2614工作面煤層底板至L12間距為45～50米，考慮工作面采動(dòng)對(duì)底板破壞深度取最大值15m，考慮太原組灰?guī)r含水層的原始導(dǎo)高10m，臨界突水系數(shù)為0.06MPa/m，安全水壓為1.2～1.5MPa，小于煤層底板承受的水頭壓力，因此，在回采過(guò)程中，易發(fā)生突水事故，2614工作面在回采前必須進(jìn)行底板改造。 </p&g

7、t;<p>　　1.3 工作面瞬變電磁初探情況 </p><p>　　2614工作面形成后由龍宇勘查公司對(duì)本工作面進(jìn)行了瞬變電磁勘探，工作面初探結(jié)果如下： </p><p>　　（1）、本次瞬變電磁探測(cè)范圍內(nèi)，工作面內(nèi)共探出A級(jí)（富水性較強(qiáng)，視電阻率值小于3且出現(xiàn)小于2）富水異常區(qū)20個(gè)，B級(jí)（富水性較弱，視電阻率值小于3且出現(xiàn)大于2或者雖然出現(xiàn)小于2的值但該區(qū)段干擾較強(qiáng)）富

8、水異常區(qū)6個(gè)。 </p><p>　?。?）、該工作面軌道順槽低阻異常區(qū)主要分布在（以切眼為為0點(diǎn)）135～165m、338～383m、493～563m、804～844m、934～974m、1184～1304m、1488～1514m視電阻率值為2，確定為A級(jí)富水異常區(qū)；皮帶順槽低阻異常區(qū)主要分布在（以切眼為0點(diǎn)）600～635m、1025～1085m段，視電阻率值為3，確定為B級(jí)富水異常區(qū)。 </p>

9、<p>　　該工作面皮帶順槽低阻異常區(qū)主要分布在（以切眼為為0點(diǎn)）138～218m、318～408m、628～668m、698～767m、920～950m，989～1029m，1129～1169m，1228～1288m，1314～1359m，1379～1429m，1479～1529m視電阻率值為2，確定為A級(jí)富水異常區(qū)；皮帶順槽低阻異常區(qū)主要分布在（以切眼為0點(diǎn)）428～448m、558～598m段，視電阻率值為3，確定為

10、B級(jí)富水異常區(qū)。 其它區(qū)段煤層底板完整性比較好。 </p><p>　　2 底板注漿施工工藝 </p><p>　　采用地面注漿站，通過(guò)注漿管路和井下工作面注漿孔對(duì)L10灰?guī)r預(yù)注漿，充分利用灰?guī)r的堅(jiān)固性和巖溶裂隙的可注性，使?jié){液在注漿壓力的作用下沿著巖層裂隙擴(kuò)散、沉淀、結(jié)石，最后充填巖層裂隙，把薄層灰?guī)r中的水置換出去，使薄層灰?guī)r不含水或弱含水，從而形成完整的注漿系統(tǒng)工藝流程。（如圖1） &

11、lt;/p><p>　　3 工作面底板改造的布孔原則 </p><p>　　均勻布孔，重點(diǎn)區(qū)域加密鉆孔。通過(guò)實(shí)施上述底板改造工程，成功的將上述地段的含水層轉(zhuǎn)變?yōu)楦羲畬?，并且加固了底板，消除了工作面的突水可能。底板改造后預(yù)計(jì)工作面正常涌水量為40-80m2/h，最大涌水量為100m？/h，工作面回采段實(shí)際的最大涌水量為70m2/h。 </p><p><b>　

12、　4 注漿材料 </b></p><p>　　漿液濃度由稀到稠（水灰比）依次配比1：0.7到1：1不等。注漿時(shí)由稀到稠（水灰比）依次進(jìn)行；在注漿壓力接近設(shè)計(jì)終壓時(shí)，注漿泵由高檔位依次調(diào)整到低檔位，漿液濃度由稠逐漸變稀，不得人為確定注漿時(shí)間，必須保證注漿自由上升到設(shè)計(jì)壓力，以利于改善含水層的可注性和盡量增加注漿量。注漿結(jié)束后再用井下注漿泵以濃漿封孔。 </p><p>　　5 底

13、板注漿效果評(píng)價(jià) </p><p>　　在2614工作面底板注漿結(jié)束后進(jìn)行了瞬變電磁復(fù)探，根據(jù)復(fù)探結(jié)果分析： </p><p>　?。?）改造后工作面斷層均不具有導(dǎo)水性，且鉆孔的布置考慮到斷層帶的加固，對(duì)斷層起到了很好的充填加固效果。 </p><p>　　（2）鉆注成果結(jié)合瞬變電磁復(fù)探驗(yàn)證，底板改造效果較好。 </p><p>　　經(jīng)過(guò)以上分

14、析，該工作面底板注漿改造效果明顯，低阻異常區(qū)已得到有效加固，對(duì)回采影響較小，底板改造的可靠程度較高。 </p><p><b>　　6 結(jié)論 </b></p><p>　　2614工作面底板注漿改造效果明顯，低阻異常區(qū)已得到有效加固。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中突水系數(shù)計(jì)算：T=P/M，該工作面水壓P在4.5～5MPa，經(jīng)過(guò)底板改造注漿后2614工作面二2煤隔水層厚度達(dá)到

15、75m，突水系數(shù)T=P/M=5/75=0.067<0.1，質(zhì)量安全可靠，能保證工作面正?；夭?。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 張慧娟.底板注漿防治承壓水技術(shù)的應(yīng)用[J].中州煤炭.2006，6. </p><p>　　[2] 朱由軍等.煤層底板注漿改造施工工藝[J].河北煤炭.2004，2.