平煤二矿庚三胶带下山底板注浆加固防治水施工技术

1、拱构中门代钢管褥手架货I:方案平煤二矿庚三胶带下山底板注浆加固防治水施工技术平煤二矿庚三胶带下山底板注浆加固防治水施工技术2011年第5期煤炭工程平煤二矿庚三胶带下山底板注浆加固防治水施工技术梁祖军(中平能化平煤股份二矿,河南平顶山467000)摘要:平煤股份二矿庚三胶带下山施工过程中揭露断层破碎带,导通了底板直接充水含水层,通过底板浇注止浆层注浆,集中出水段采用止浆墙封闭注浆,预留止浆岩柱.丫-作面预注浆等措施,对下山底板进行注浆加固，施工中坚持物探与钻探相结合,消除了底板水害威胁,为类似条件巷道防治水施工积累了经验.关键词：下山底板;富含水层;注浆加固防水;施工技术中图分类号：TD265.

2、 4文献标识码:B文章编号：16710959 (2011) 05-0031-021工程概况平煤股份二矿庚三胶带下山位于庚三采区下部,开口与庚三胶带上山相连,下山设计方位角17.,下山顶沿庚20煤层布置,标高一250, 450m,设计长度1400m.矩形断面,下山净宽4. 8m,净高2. 5m,锚网梁支护,锚杆采用qbl8mmX1800mm树脂锚杆，间排距800mmX800mm.该下山向下施工440m时揭露断层破碎带,破坏了底板隔水层的完整性,造成底板出现涌水,水量达35m/h,随时都有突水可能,为保证庚三胶带下山施工安全,2010年9月决定停工对下山底板进行注浆加固,注浆范围为距工作面50m

3、以内.庚20煤层厚度1. 9m,倾向17.，倾角7., 9.直接顶 板为灰岩（厚5. 5m）,底板岩 层依次为砂质泥岩（厚2. 8m）,中粒砂岩（厚4.2m）, I叶灰岩（6. 8m）.该下山以斜交 断层为主,北东向张性断层,裂隙较发育,L灰岩为直接充水含水层,下伏的寒武系 灰岩为间接充水含水层，距庚20煤层20m,均为岩溶裂隙承压水，目前水位标高一272. 6m,构造破碎带及矿压破坏区域庚20煤层的直接底 板往往被破坏,构成突 水威胁,涌水量大,持续时间长，水量稳定.2005年,2007年附近巷道曾发生过两次 煤层底 板突水事故,最大涌水量达3200m/h.目前庚三胶带下山工作面底板标高一

4、310nl，工作面45nl范围内底板多处涌水，主要出水点集中在工作面附近 断层破碎带 位置.在距工作面49m底板施工1探水孔,孔 深6. 5m时涌水量达20m/h,拔出钻杆 时从钻孔中涌出泥 砂,岩块，lOmin后涌水达50m/h.在距工作面39m施工2探水孔, 孔深4. 5m时水量60m/h,拔出钻杆后瞬间达 到300m/h.经过综合分析确定底板涌水 为L灰岩裂隙水，且含水层裂隙发育，与邻近突水点有一定的连通性.2注浆防水 设计2.1注浆方案通过对目前庚三胶带下山区域的水文地质情况分析，该区域水文地质条件复杂, 治理难度大，由于底板富水异 常带宽度大，采用帷幕注浆封堵水源很困难，综合分析 确

5、 定以疏放为主，局部底板加固的防治水方案.首先对下山底板下挖0.5m,浇注混 凝土止浆层，对工作面10m范围内集中出水点浇注止浆墙.整个注浆工程分 三个阶 段进行,笫1阶段为止浆墙外底板加固堵水阶段，由后向前依次进行;第2阶段对止 浆墙内进行充填加固，再通过预埋孔口管对底板及工作面前方30m进行预注浆；第3阶段为工作面超 前探水注浆,采用物探先行,钻探 验证,对下山底板富水区进行预注浆加固堵水， 掘进20m,预留10m止浆岩柱.根据经验扩散半径按3m考虑,注浆孔控制范围为下山底板7m,下扎距两帮5m, 每排放射状均匀布置5个钻孔，两侧孔口管距巷帮为0. 5m,第1阶段布置7排孔， 第2阶段 布

6、置3排孔.止浆墙采用单体平面型混凝土止浆墙，墙厚2. 5m,两侧及底 板嵌入围岩不少于0. 5m,注浆采用水泥，水玻璃双液浆,水泥选用42. 5级普通硅酸 盐水泥，水泥浆 液水灰比为0. 8, 1 （重量比），水玻璃浆液与水泥浆体积比为0. 4, 0. 6.注浆压力为1. 0, 1. 5MPa,终压控制2MPa以内.2.2注浆施工2. 2. 1施工前准备工作先对注浆范围内底板浮砰进行清理,按设计要求预埋 收稿日期:20H0117作者简介:梁祖军（1968 -）,男，河南郸城人，高级工程师,工程硕士，1991年毕 业于焦作矿业学院,现任中平能化平煤股份二矿总工程师.31煤炭工程2011年第5期、

7、127mmXl. 5m孑L 口管,每排孔口管用工字钢连为一个整体.工字钢距底板 0. 2m,穿进两帮煤壁0. 5m,分段由外向里浇注0. 5m厚混凝土止浆层.在距工作面 10m位置施工止浆墙，墙里侧用砰石充填，预埋孔口管，导水管及充填 加固管.施工 中加强导水及收水工作,确保混凝土浇注质量.2. 2. 2钻孔选用QzlOOK型潜孔钻机,dP50mmX0. 5m钻杆，Qb80mm型冲击器,90mm钻头,根据预埋孔LI管方位，倾角稳好钻机,先对孔Lt 管进行透孔注浆加固,增加止浆 垫的厚度.注浆后凝固48h,扫孔进行耐压试验,抗 压能力 达到0. 6MPa以上,孔口管安装qbl27mm阀门后方可进

8、行 钻孔注浆施工.注 浆孔施工过程中，出水量较小时可一次钻进至设计深度，并按设计标准进行注浆；当 钻进过程中单孔出水量大于10m/h时，停钻采用分段下行注浆，最终 达到设计孔深.2. 2. 3注浆工艺注浆选用2TGZ - 60/210型注浆泵以及相配套的TL - 500型立式搅拌机,注浆 前先压入清水,检查是否有漏水现 象,如有漏水,在注浆前用锚固剂封堵.开始注浆 时使用10-15Be的水玻璃浆液,正常注浆时使用2025Be的水 玻璃浆液,终孔注 浆时使用30, 35Be的水玻璃浆液.注浆过程中，当注浆压力达到设计终压并维持 30min以上方可停止注浆.最后注浆完工后，在注浆段上，中，下部施工

9、3个检验孔， 如果有出水现象则进行补强注浆.钻注施工循环如图1所示.图1钻注施工循环图10m/h2. 2. 4防突水措施打钻注浆前必须按规定先安设孔口管及控水阀门，并进行耐压试验;钻进过程 中，若水量大于10m/h时，停止 钻进进行分段注浆封堵.安排专人对排水设备进行管 理，加强排水设备检修工作，1台潜水泵正常运转，1台备用，确保排水能力不少于 200m/h.2. 3注浆效果目前第1阶段,第2阶段注浆已结束,恢复正常掘进，已顺利通过此段富水异常 区.两个阶段注浆加固累计用时6拱构电口式钢管火手架奂135d,施工钻孔1855m（其中原始钻孔692m）,消耗水泥218. 7t,水玻璃78. 7t

10、（见 表1）.施工钻孔时单孔最大涌水 量达lOOm/'h,注浆结束后实测涌水量2m/h,堵水率 达94. 3%,封堵涌水效果十分明显.表1笫1, 2段局部加固注浆汇总表3结语由于未能及时探明工作面前方巷道底板地质及水文地质情况,巷道底板出水后 对注浆加固堵水工作带来一定困难，向前掘进中要坚持有掘必探,浅注加固，兼顾 疏水，确保安全的原则，加强巷道底板超前探放工作,及时探明断裂构造水和岩溶 水进行超前注浆加固，确保安全隔水 层厚度符合设计要求;在庚三采区下部富水异 常区多打放 水孔，加快疏水降压速度，杜绝盲目带压掘进，确保安全 施工.（责任编 辑赵巧芝），（上接第30页）3颜立新,康红普.特大断面巷道围岩稳定性与支护技术6康红普,林健,吴拥 政.全断面高预应力强力锚索支护技术4532c地下开采现代化技术理论与实践.北京:煤炭工业出版社,2007.张占涛.大断面煤层巷道围岩变形特征与支护参数研究7 D.北京:煤炭科学 研究总院,