淺議注漿堵水在礦井水害防治中的應(yīng)用
淺議注漿堵水在礦井水害防治中的應(yīng)用
摘要： 通過分析**************清煤斜巷工作面突水機理，采用井下打鉆注漿堵水方案。
關(guān)鍵詞： 掘進工作面 清煤斜巷 涌水 鉆孔 注漿 堵水 陷落柱
1. 概況
1.1 基本情況
***************煤業(yè)有限公司設(shè)計礦井生產(chǎn)能力為120萬噸/年。清煤斜巷掘進斷面為半圓拱形，掘進斷面為：高 2.87m，寬2.74m，該工作面掘進到156 m時進行超前探測，探水眼中出現(xiàn)涌水，涌水量在13m3/h左右。
1.2 涌水來源
經(jīng)過分析判斷認為，涌水來源為陷落柱邊緣與石炭紀灰?guī)r水導(dǎo)通，為石灰?guī)r巖溶裂隙含水層水。
1.3 注漿堵水原因
1.3.1陷落柱穿透了2#煤層頂板砂巖含水層，并成為2#煤層含水層的強大補給水源，如不對陷落柱進行治理，在2#煤層含水層中井巷工程一旦揭露與陷落柱有聯(lián)系的導(dǎo)水裂隙時，則會發(fā)生突水，不僅增加了礦井涌水量，而且威脅著2#煤層的安全開采。
1.3.2 突水后陷落柱內(nèi)大量的充填物被高壓水沖出堆積在巷道，擴大了陷落柱空洞裂隙的體積，破壞了原有的平衡狀態(tài)，使陷落柱周邊巖體存在再次塌落的可能，特別是煤層強度低、結(jié)構(gòu)疏松，更容易發(fā)生坍塌。因此，如不進行陷落柱治理，2#煤柱的塌落使煤柱厚度變薄，陷落柱二次突水的危險性進一步增大。
1.3.3 注漿封堵陷落柱，切斷奧灰水的補給通道，降低柱內(nèi)水壓，可以減少陷落柱四周煤柱的留設(shè)厚度。
1.4 井下打鉆注漿方案
該方案首先是在工作面前方的實體巖中，在鉆場內(nèi)布置小型地質(zhì)鉆機，打附孔，鉆孔進入過水通道附近，注入水泥、XDS、XJG。反復(fù)打孔，反復(fù)注漿，使雙液漿結(jié)實體，在過水通道內(nèi)充塞、堆積。最后加壓注漿，達到封堵底板水的目的。
2. 注漿前準備：
2.1注漿材料：水泥、雙液注漿、單液注漿、注XDS、注XJG。
2.2水動力條件：動態(tài)水注漿
2.3工程目的：注漿堵水
2.4注漿工藝：孔內(nèi)止?jié){注漿
2.5突水構(gòu)造：陷落柱注漿
2.6選擇堵水方案應(yīng)考慮的因素
2.6.1 突水水文地質(zhì)條件。
水源、突水構(gòu)造的類型、突水方式，井下與地面施工條件等。
2.6.2 礦井受淹狀況與施工條件。
淹巷道、工作面，還是淹水平、或是整個礦井，地面與井下的施工條件等。
2.6.3本次突水與礦井今后防治水工作和煤炭生產(chǎn)接續(xù)的關(guān)系。
2.6.4不同方案的工期與工程造價因素
2.7突水災(zāi)害
2.7.1水源：奧陶系強巖溶含水層
2.7.2水量：出水后13m³/h以上
2.7.3通道：隱伏導(dǎo)水陷落柱
2.7.4其他：陷落柱直徑達35m
3. 注漿參數(shù)的選擇
3.1 注入量的選擇
初始階段，每次注漿量不大于3m³。要達到封堵頂、底板水的目的，要求反復(fù)打孔，反復(fù)注漿。先注雙液漿，升壓后，再注單液水泥漿，單液漿要求嚴格控制注入量，防止?jié){液淹支架。
3.2注漿段高的選擇
從孔口開始，5m為一注漿段高。在一段高內(nèi)，凡鉆孔出水超過1m³/h，停鉆注漿，鉆孔反復(fù)出水，反復(fù)注漿。
4. 壓水試驗
注漿前壓清水，根據(jù)壓水流量和壓辦情況，判斷鉆孔和過水通道是否連通，測定鉆孔的受注能力，決定液漿的種類和漿液的起始深度。檢查周邊是否有漏水現(xiàn)象。如有漏水，在注漿前進行處理。
5. 注漿施工
5.1 一期堵水注漿
根據(jù)壓水實際情況進行注漿配比，現(xiàn)場配比掌握準注液的初凝、終凝時間，并按終凝時間最短的漿液配比按地面配比試驗數(shù)據(jù)進行注漿。根據(jù)注漿壓力調(diào)整流量、漿液濃度，注意注漿壓力，隨變化而變化，達到設(shè)計注漿壓力和堵水目的，即可停止注漿。鉆孔不到終孔深度，注漿時觀察孔口的壓力和泵的流量情況。鉆孔達到終孔深度，注意控制注入量，每次注漿不超過3m³為宜。從注漿開泵開始到注漿結(jié)束，做好詳細的注漿記錄。
5.2 二期加固注漿
經(jīng)現(xiàn)場實地考察工作面前方陷落柱部位和異常區(qū)域的巷道頂板仍需注漿加固，嚴防頂板再次出水，所以進行第二期注漿施工。二期注漿施工加固范圍定為15m。
5.3 三期探水注漿
通過第一，二期注漿施工，工作面陷落柱部分的大股涌水完全封堵，工作面向前15m范圍內(nèi)已經(jīng)加固。工作面處仍有少部分淋水，故決定實施清煤斜巷工作面三期探水注漿施工。先固管后探水，不能開鉆探水。探水孔涌水量達到2m³/h時，停鉆注漿。如鉆孔不出水，一次達到終孔，注漿封孔。
6. 堵水效果
本工程于2012年4月16日動工，2012年6月6日結(jié)束，施工鉆孔96個，總鉆孔進尺800m，安裝鋼管 199m，安裝球閥96個，突水點涌水完全封堵，工作面沒有發(fā)現(xiàn)大量跑漿現(xiàn)象，取得了滿意的效果。工程共消耗水泥38噸，XDS注漿劑 23.6噸、XJG堵水劑3.7噸，注漿堵水工程圓滿成功。
7. 結(jié)束語
清煤斜巷工作面注漿堵水成功后，不但消除了突水對采區(qū)造成的威脅.恢復(fù)了清煤斜巷工作面的正常掘進，而且進一步加固了巷道頂?shù)装?。礦井安全生產(chǎn)掘進接替得以正常進行，促進了企業(yè)的安全穩(wěn)定。經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著，此次堵水成功，我們初步掌握了注漿技術(shù)和注漿工藝流程，以及帶壓區(qū)域開采必須有規(guī)范設(shè)計，預(yù)測預(yù)報，有掘必探，遇水必治，先治后采的原則。為今后的地質(zhì)防治水及安全生產(chǎn)積累了寶貴的經(jīng)驗。
