深部開采工作底板注漿加固防治技術的應用

王懷華

摘 要：采礦業是我國經濟發展的重點，煤礦的開采深度在不斷增加，這樣就會很容易發生煤礦透水事故，這樣對煤礦生產就有一定的影響。隨著煤礦防治事故辦法在不斷隨著煤礦開采深度加大，為防止煤礦水害事故的發生，要求水害防治技術不斷提高。文章主要以一煤礦的防止透水事故為例，來說明深部開采工作底板注漿加固防治水技術的應用。

關鍵詞：透水；底板加固；注漿；技術

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0053-01

煤礦的透水事故是一項很難治理的事故，這項事故有很多不利的因素影響事故后期的處理，所以要時刻的預防透水事故。我們這里應用一個某煤礦防止發生透水事故的例子，對深度開采中的煤層構造進行分析，并確定目前能夠更好的治理透水事故的方法就是煤層底板注漿加固法，這種方法操作有一定的危險性。

1 采煤考察概述

某煤礦在兩個標高之間含有大量地下水的區域進行開采，這樣含有地下水的區域周圍的巖層的牢靠性就要時刻的注意，在開采期間會發證嚴重的水害事故。在防止水害的事故中要充分的考慮煤礦的實際情況。包括煤層賦存情況、煤層頂底板情況、地質構造情況、水文地質情況，這四種情況都要進入考察范圍。對于煤層賦存情況，這是煤礦要開采前必須要注意的問題，這個內框的賦存情況，見表1。

由表1中我們可以清楚的看到，這個煤礦總儲量非常豐富，可采指數為100%。對于這種情況要做好防水害工作，才能夠保證更大的經濟效益。對于煤層底板情況，煤層底板情況是是否發生透水事故的根源，在開采之前一定要對這個煤層底板主要構造進行研究，這樣就能夠保證在實施開采發生事故的時候有更好的應對辦法。煤層底板情況，見表2。

煤層底板主要分為老頂、直接頂、偽頂、直接底和老底。在進行分析的時候要具體的進行上述底頂是什么樣的巖層，厚度有多少，以及各種巖層的主要特點，這些工作是預防透水事故的根本。

對于地質構造情況研究也要作為預防透水事故的一個根本，我們要舉例的煤礦的地質巖層構造，見表3。

對于水文地質情況我們研究的也很多，根據鉆孔資料及工作面掘進實際揭露資料分析，影響該工作面回采的主要充水因素，這樣水害的防止工作就更加明顯，在防止工作中要考慮頂底板砂巖裂隙水，主要表現為：工作面頂板、煤壁滴水、淋水。

1.2 透水預防處理辦法

為保證安全的進行開采，根據以上考察勘探的資料，要在掘進過程中分別于軌道、膠帶順槽及切眼，第一步，根據一定的測算要用21個頂板，這21個頂板鉆孔對頂板K4砂巖相對富水區進行驗證及砂巖裂隙水預疏放。驗證鉆孔多數表現無水，只有在軌道順槽16號點施工的驗證鉆孔水量較大，最大涌水量1.8 m3/h，目前涌水量為0.6 m3/h。第二步，施工38個底板地質孔，疏放了4-1號煤底板砂巖裂隙水（鉆孔內只有少量出水），同時探明了4-1號與4號煤層間距及4號煤厚度。

對于DX3號陷落柱探測，這是一種三維地震勘探預測，在煤礦礦井工作面內有DX3號陷落柱發育，經相關公司進行探測K1、K2、K3三個鉆孔對預測DX3陷落柱進行探測。鉆探結果是探測范圍內未發現陷落柱構造異常。

對于奧灰水根據上述資料，我們發現煤層底板距奧灰頂界面157 m左右，奧灰水靜止水位標高為1 139 m，工作面煤層標高為642.8～717.7 m，低于奧灰靜止水位標高496.2～421.3 m左右，屬帶壓開采。經計算，巷道底板突水系數為0.043～0.038 MPa/m，小于《煤礦防治水規定》的突水系數值，屬于帶壓開采安全區；在沒有構造導水的情況下，不會造成突水事故。它的最大涌水量為150 m3/h，正常涌水量為80 m3/h。這樣就可以進行開采。

2 注漿加固技術設計方案

根據上述材料進行注漿加固防水技術設計，首先要根據上文中敘述的材料進行分析，一般情況下都會根據工作面的標高測算出注漿擴散半徑為15～20 m之間。另外在鉆孔空管下設立一定的標注，這樣設計能夠預算夠三種情況，第一種入股底部是煤層可以利用鋼管進行注漿。這樣在經過24 h之后在進行打孔操作。第二種是如果底板是巖石就可以進行壓力注漿，這種注漿的過程要給泥漿加4 MPa，這個操作過程中要加大到6 MPa，這種加壓的時間不能少于30 min，這樣就能夠使底部泥漿能夠自己加固。

3 施工過程中遇到問題及解決辦法

問題一及解決辦法，在鉆孔的過程中出現了涌水的現象，這種現象的處理方法就是；采用水泥，砂漿把套管固定好，然后進行試水壓的過程，在這個過程中要密切關注鉆孔內的出水情況，出水量大于40 m3/h時，停鉆匯報，專業技術人員現場進行指揮施工；出水量大于80 m3/h時，應立即退出1.5 m鉆桿，然后在鉆機上固定2 m左右鉆桿，啟動鉆機把鉆孔內部剩余的鉆桿推入鉆孔內，隨后立即關上閥門。

問題二及解決辦法，對于在灌漿的過程中出現的跑漿情況一般都是由于鉆孔的時候空比較淺，但是水壓特別大。這樣就導致水速度特別大就會出現跑漿的情況，這時要進行不斷的清水沖洗，還要保留空口為下次注漿的時候做保證。

問題三及解決辦法，對于注漿壓力問題，在保證壓力不變的情況下及時停止注漿，一般停止的順序是關閉漿泵-關閉球閥-卸去U型翹，這樣就能夠保證施工的正常進行。

4 結 語

在進行深部開采底板注漿加固防水技術時，要進行時刻的檢測，要做到“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采”的探放水原則。按照地測中心編制的工作面防治水措施進行回采。施工對組必須配備足夠的排水設備及管路并要定期檢修，防止工作面涌水量增加而造成工作面被淹。回采隊組要經常組織工人認真學習防治水知識及熟悉采煤工作面避水災路線。如果工作面發現有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水增大、頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現滲水、水色發渾、有臭味等突水預兆時，必須停止作業，采取措施，立即報告礦調度室，發出警報，撤出所有人員。在工作面初采初放期間，跟班隊干及驗收員要密切注意工作面涌水量，軌道順槽排水溝必須暢通，水泵工必須堅持崗位。做到以上這些，就能夠保證煤礦開采時不發生透水事故。

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