新驿煤矿含水层注浆.doc

1工作面概况新驿煤矿施工八采区轨道下山，根据探查孔揭露该区域三灰含水层厚度为50m，距离3上2煤层814m，三灰与3上2煤层之间岩性主要为中砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，揭露此处三灰水压为35MPa，涌水量为38m3h，预计掘进三灰期间涌水量为102m3h。八采轨道下山掘至变坡点以下63m可能遇到三灰，已施工24m，迎头岩性为黑色粉砂岩，岩石产状为24012。考虑三灰含水层补给条件差、富水性中等，决定进行巷道超前预注浆，以根治水源，穿过三灰，实现快速掘进。2预注浆设计21预注浆设计依据依据目前三灰含水层最大水压35MPa(预计巷道揭露三灰处的水压)计算掘进安全隔水层厚度。式中：在一定水头压力下保证安全所需底板隔水岩层厚度(m)；巷道宽度(取32m)；隔水岩体容重(取255tm3)；作用于隔水层底板的水柱高度(取350m)；底板岩石抗张强度(取8tt2)。经计算八采轨道下山掘进时底板安全隔水层厚度142m。根据上述计算确定八采轨道下山沿坡度23掘进至变坡点前24m时停止掘进(实际底板安全隔水层厚度223m)，布置钻孔进行预注浆。22预注浆钻孔设计221钻探设备 ZL一100型钻机；4255mm地质钻杆；108mm和65mm筒状合金或PDC金刚石复合片钻头。222注浆设备本次注浆使用SGB610注浆泵及配套设备。223钻孔结构所有钻孔采用二级结构，开孔108mm，钻进155m后下入89x5mm的孔口管15m，注浆固管经耐压试验合格后安设高压闸阀，再换径65mm钻头取芯钻进至终孔，详见图1。图1钻孔结构图224注浆压力考虑目前三灰含水层实际观测最大水压35MPa(钻探揭露三灰水压)，因此本次注浆压力设计为静水压力的120倍，即：42MPa；清水试验压力为静水压力的12倍，即：42MPa，且维持终压终量30min后，钻孔不漏水或不漏浆，即可结束注浆或试验，证明固管合格。实际浆液注入量大于或接近设计计算注入量，注浆压力呈规律性增加并达到终压；维持终压30rain后即可结束注浆。225注浆材料及浆液配比注浆固管及封孔注浆，浆液采用单液水泥浆，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，浆液水灰比选用1：l，施工时可根据现场情况酌情选择调整。如在加固迎头或者孔口周围岩缝等溢浆时，更换注入双液浆，双液浆采用水泥与水玻璃调配，要求选用Be=50的水玻璃，水泥浆液与水玻璃配比选用标准为1：1。226钻孔布置根据其他矿井的经验，水泥浆在三灰中扩散半径为25m，布置钻孔9个，分别为注浆孔8个，检查孔1个，具体见图2、图3。227预注浆量估算图2八采区轨道下山预注浆钻孔剖面图图3八采区轨道下山预注浆钻孔剖面图式中：预注浆量； c注浆系数，取12；岩石裂隙率，取003；有效充填系数，取0208；扩散半径，取30m；注浆段长度，取50m。按水灰比1：06折算约用水泥6t。经估算首个钻孔的用水泥量约为6t，6个注浆孔按每孔递减12估算，共计约用水泥12t。3预注浆实施工程前后施工注浆钻孔9个，分别为：注浆孔8个，检查孔1个，累计工程量460m。每个钻孔下孔口管15m，孔口管埋设牢固，经耐压试验合格后钻进，耐压标实测水压的12倍。注浆浆液采用水泥单液浆，采用325R普通硅酸盐水泥，浆液水灰比选用1：041：1，施工时根据现场情况选择调整。实际浆液注入量大于或接近设计注入量，注浆压力呈规律性增加并达到设计终压42 MPa，且维持终压30min后结束注浆，前后8孔累计注入水泥135t，浆液量约35m3，达到了设计标准要求。4结论(1)含水层预注浆技术的应用，在巷道周围形成了人为的隔水屏障(隔水墙)，堵截了补给水源通道，隔离了含水层，达到了巷道安全、快速施工的目的。 (2)注浆后的三灰含水层涌水量由预计的102m3h减少到36m3h，减少约95m3h，由于三灰含水层水量丰富，短时间内不易疏干，使排水费用大大降低。 (3)掌握了三灰含水层扩散半径在35m，为今后注浆提供了科学