工作面底板预注浆加固设计3

1、 峰峰集团有限公司 梧桐庄矿182311工作面底板预注浆加固设计 矿 长: 总工程师: 水文副总: 治水中心: 审 核: 编 制: 日 期: 2006年11月15日梧桐庄矿182311工作面底板预注浆加固设计 一、前言182311工作面位于梧桐庄矿470水平三采区，工作面标高为178m340m，工作面走向长1600m，倾斜长155m，煤层平均厚度3.5 m，工作面可采储量108.4万吨。 工作面跨韦武神岗背斜两翼，地层形态比较复杂，背斜轴南翼地层走向SW25ºSW78º，倾向SE，倾角0º28º，平均15º， 背斜轴北翼地层走向NE6º

2、;NE60º，倾向NE，倾角0º18º，平均10º。断裂构造比较简单，巷道掘进过程中共揭露7条断层，除回风巷里段外侧的SF53断层落差较大（H20m）外，其它断层落差H1.0 m 3.0m。在回风巷中部，巷道掘进过程中揭露一陷落柱，沿巷道方向长50m，命名为四号陷落柱。工作面顶部砂岩含水层, 富水性弱且不均匀, 导水性差，对回采影响不大，工作面底板下伏的野青灰岩、山伏青灰岩含水层水在煤层开采中有出水可能，对工作面回采威胁较大。1、野青灰岩含水层：根据临近的182307工作面钻探及本工作面邻近钻孔资料, 该含水层与工作面底板隔水层厚度39m46 m，裂隙发

3、育不均匀，水温29.434，水位150 m-260 m。2、山伏青灰岩含水层：根据临近的182307工作面钻探及本工作面邻近钻孔资料, 该含水层与工作面底板隔水层厚度73m85m，富水不均匀，局部富水性强，水温一般在3137，水位46 m(X14-1钻孔，孔口标高-321 m，压力2.75 MPa)。工作面巷道掘进揭露的7条断层及四号陷落柱均未发现导水，为确保工作面通过四号陷落柱时生产安全，先后在井下施工钻孔10孔（其中5孔揭露陷落柱，2孔揭露陷落柱附近野青灰岩、山伏青灰岩，另3孔在陷落柱附近大煤底板终孔，10孔均无水），钻探工程量841.9m；地面施工钻孔一个主孔2个分支孔（在大青灰岩顶面以

4、上揭露陷落柱无水，揭露大青灰岩无水，奥陶系灰岩弱漏水），钻探工程量989.23m，注水泥565吨。根据上述情况和梧桐庄矿采用的工作面底板综合防治水方法，我们采用物探和钻探方法查明工作面底板断裂或裂隙薄弱带，并进行底板注浆加固治理及局部疏放水来防止工作面底板出水，同时对工作面临近的SF53等断层和四号陷落柱作进一步探查和注浆加固治理，为此编制182311工作面底板预注浆加固设计。二、 工作面底板预注浆加固设计：（一） 注浆钻孔布置：本工作面上下巷贯通后，进行了工作面底板音频电透视物探工作，此外，为探查四号陷落柱等地质构造进行了部分钻探工作，上述物探成果资料及钻探成果资料是本工作面底板注浆加固钻孔

5、布置的主要依据。钻孔布置原则：1、结合工作面已有的底板音频电透视物探成果资料布置钻孔，物探的异常带范围作为布孔的重点，并兼顾一般地段。2、工作面内断裂构造与底板裂隙发育地带作为布孔的重点，在断层破碎带和底板裂隙发育地段多布置钻孔，钻孔设计方向尽量和断裂构造的发育方向垂交或斜交，以尽可能多地揭露构造破碎带与底板裂隙。3、以斜孔为主，使钻孔揭露的底板隔水层与含水层段较长，有利于查明工作面底板隔水岩层厚度、岩性、受构造破坏影响程度等特征和含水层厚度、富水性、水温、水压等特征。根据以上钻孔布置原则，除已施工的探四号陷落柱的10个钻孔及探1、X141，本次设计钻孔42孔，钻探工程量4120m，钻孔设计施

6、工位置、方向、倾角、孔口管长度及预计孔深等参数见附表一和附图一。此外，为检查注浆加固的效果，需在工作面注浆加固范围内施工检查孔，按注浆孔数的15确定检查孔数量，单孔孔深90 m，预计检查孔钻探工程量630 m /7孔，检查孔主要布置在：1、 分析认为注浆质量较差的地段。2、 注浆孔比较稀疏的地段3、 构造发育的薄弱地段根据注浆钻孔的实际施工情况和注浆情况具体研究布置。因此，本次工作面总设计钻探工程量4750m/49孔。（二）钻孔施工序次：钻孔施工分序次进行，并根据具体施工情况对设计进行调整补充，以便有针对性地进行工作面底板水文地质条件探查和底板注浆加固工作。1、第一序次：初步探查工作面底板野青

7、灰岩的导（含）水裂隙薄弱带及隔水岩层完整性、构造发育等情况。2、第二序次：在第一序次基础上对工作面底板野青灰岩富水区、底板断裂和裂隙薄弱带、野青灰岩水文地质异常部位重点布孔，以便对工作面内重点地段进行注浆加固治理,另外延伸部分野青灰岩孔至山伏青灰岩层位，探查工作面底板山伏青灰岩水文情况3、第三序次：对底板预注浆加固的效果进行钻探验证补注。根据具体施工情况，需在揭露断裂构造、野青灰岩水量较大，水文情况异常的钻孔周围增加钻孔，由防治水中心编写技术业务联系单对设计进行补充。（三）单孔设计及钻孔施工技术要求：单孔设计：钻孔127mm开孔钻进，孔深超过设计的108mm孔口管长度1m后， 冲净孔内岩粉，按

8、设计要求下入108mm×8m孔口管, 并使用标号425#以上的硅酸岩水泥浆固管, 水泥凝固后用75mm孔径扫孔至原孔深，进行注水耐压试验,试验压力要求达8MPa，稳定30分钟以上钻孔四周不跑水为合格，以下75mm裸孔钻进至终孔。钻孔施工技术要求：1、严格按设计要求的位置、方向、倾角施工钻孔，按照设计要求注浆固结孔口管和进行孔口管注水耐压试验，保证钻孔孔口管注浆止水质量。2、钻孔孔口管注水耐压试验合格后继续钻进，必须安设水门，水门耐压要达到8 MPa以上。3、施工中要提高岩芯采取率，岩芯采取率要不小于75，取出的岩芯要分日期和班次编号摆放整齐。4、要做好钻孔岩芯资料编录工作，钻孔换层深

9、度、厚度和岩性特征等地质资料必须收集齐全。5、钻孔揭露标志地层、断层破碎带或破碎岩层及出水（漏水）孔段，必须详细记录孔深、厚度和岩性，取出岩芯实物，及时向调度室、防治水中心等有关部门汇报核对。6、钻孔施工中的出水（漏水）孔段，要准确观测钻孔水量（漏水情况）、水温、水压资料，及时向调度室、防治水中心等有关部门汇报。 7、钻孔在钻进至目的含水层前，必须对目的含水层以上各含水和漏水孔段进行注浆隔离，注浆要求同工作面底板注浆加固技术要求，且待水泥浆凝固后扫孔至孔底要求钻孔无水。 8、钻机班报要每班由当班班长在施工现场如实填写清楚，各项地质、水文地质内容不得缺少。9、钻孔终孔后，要求钻孔测压压盖、球阀及

10、压力表等必须齐全，并在钻孔验收后3天内提交正式竣工报告资料。（四）注浆材料与注浆工艺：采用单液水泥浆，为了增大浆液扩散半径，浆液水灰比要求为2：14：1的稀浆，并利用地面注浆站施工，注浆站由储灰罐、螺旋推进器、射流搅拌机、二次搅拌机、注浆泵、注浆管路、供电、供水、通讯设施等组成，注浆能力为20 m³/h，主要系统如下:（1）造浆：水泥从水泥罐中放出，通过螺旋推进器进入射流搅拌机进行一次搅拌，然后流入搅拌池内进行二次搅拌，搅拌均匀后待注。 （2）注浆：由地面注浆站NBB260/7型注浆泵2台进行注浆，一台注浆，一台备用，将搅拌池内待注浆液通过注浆管路注入孔内。正常注浆泵档一般选用3档(

11、106L/min)或4档(167L/min),钻孔注浆采用连续注浆方式,在孔口压力达到6MPa时,改用4档(60L/min)注浆,当钻孔孔口注浆压力达到8MPa，注浆过程中未出现影响注浆质量的异常情况时，可结束钻孔注浆。注浆量预计：工作面外部保留一个水量大的钻孔作为放水孔，其它钻孔单孔平均注浆量按50吨预计，预计工作面48个钻孔注浆量为2400吨。三、打钻注浆工作时间安排及资金概算：1、施工工期：（1）钻探施工：由于该工作面整修及排水设施、水沟等影响，钻探工程从2006年11月份开始正式施工。本次工作面总设计钻探工程量4750m，全矿施工队伍现有外部钻机4台, 单台日进5.5 m, 矿钻机3台

12、, 单台日进9m,因182106回风巷等地区有钻探任务，预计可安排外部钻机4台，矿钻机2台投入到182311工作面施工，每天钻进40 m, 完成4750 m钻探工程量正常需施工119天，期间考虑钻机搬家及不可预见影响时间20天，因此，在不增加钻机台数的情况下，为保证182311工作面按时安装衔接， 只能力争在2007年1月1日前完成182311工作面里段500m的底板钻探工程，外段1100 m底板钻探施工安排在工作面上下巷钻窝内进行，预计全部钻探工程在2006年3月20日结束。（2）注浆施工：总设计注浆工程量2400吨水泥，注浆按水灰比4：1配制水泥浆，地面注浆站平均每班注浆量20吨，预计需施

13、工40天, 期间注浆系统检修、个别钻孔补注等不可预见工期15天，正常可在55天内注浆完工。注浆工程从2006年12月5日开始, 如钻探工程不影响可在2007年1月1日前完成182311工作面里段500 m的底板注浆加固工程，剩余注浆工程量计划在2007年3月31日前结束。2、资金概算：资金分项概算：规格单位数量单价（元）资金（元） 其它钻探 127mm75mmm4750400元/ m1900000包括检查孔钻探及注浆工程量。注浆425普通硅酸岩吨2400300元/ 吨720000材料孔496800元/孔333200其它100000合计：305.32万元。附表一: 182311工作面底板物探验证

14、与注浆加固钻孔一览表序号钻孔编号钻探位置钻探方向（º）钻孔倾角（º）孔口套管（m）预计孔深（m）备 注1H1回风巷287-65181102H2回风巷278-40181353H3回风巷278-43181354H4回风巷278-47181355ZX2-1回风巷250-45261406H6回风巷188-56241257H7回风巷354-40241108H8回风巷222-45261159H8-1回风巷142-431812010H9回风巷333-432411011H10回风巷278-56156512H11回风巷103-42159013H12回风巷154-621811514H13回风巷

15、44-472212015H14回风巷348-332012816H15回风巷249-30267017H16回风巷277-44185818H16-1回风巷315-55185619H17回风巷150-3315100序号钻孔编号钻探位置钻探方向（º）钻孔倾角（º）孔口套管（m）预计孔深（m）备 注20H17-1回风巷224-482611521H18回风巷126-562612022H18-1回风巷175-45206523H19回风巷117-351510024H20回风巷136-40157525H21回风巷82-41158026H22回风巷40-46207027Y1运输巷226-33269528Y2运输巷18-412212829Y3运输巷343-302012830Y3-1运输巷-352412031Y4运输巷248-45229032Y5运输巷263-25