董 家 河 煤 礦 底 板 透 水 治 理 初 探

董 家 河 煤 礦 底 板 透 水

治理初 探

齊蓬勃

（陝西省澄合礦務局董家河煤礦公司陝西、澄城715209）

摘要：介紹澄合礦務局董家河煤礦通過底板注漿加固改造解決煤層承壓采礦突水問題的方案和工藝。

關鍵詞：承壓可采；底板加固；注漿改造

0引言

董家河煤礦位於澄合礦區中部，屬於受奧灰水嚴重威脅、水文地質條件複雜（Ⅲ類）並具有突水危險性的礦井，該礦屬澄合礦務局乃至陝西省受水害嚴重的礦井之一。

礦井2003年進入二水生產以來，回采的21057、22502、22504都因為底板突水而多次被淹。損失非常巨大。

鑒於以上情況，2006年10月我們對形成的22501工作麵進行了嚐試性注漿改造底板試驗，並使多年的承壓開采治理底板透水工作取得了突破性進展。

1 22501工作麵地質條件

22501工作麵位於二水平二采皮帶下山東部，北臨22502采空區，南與二水平東運輸大巷以　70米　煤柱相隔，工作麵走向長　765m,傾斜長　55m　～　114m,麵積　78460 m2　；工作麵底板標高在+285～+　304m　之間，總體表現為南高北低的單斜構造。在巷道掘進中揭露斷層數條，其中最大斷層　0.8M　，對回采沒有影響。鑽孔施工時孔內最大湧水量為　32M³/h，靜壓0.45MPa全部鑽孔總湧水量為　200.732M³/h。

開采的5號煤層在工作麵西部發育完整，厚約　3.2m　～　3.8m　左右，工作麵東部煤層較薄約　1.7m　～　2.8m　；在工作麵中部煤層發育較平緩，在停采線和切眼附近，煤層南北高差約　10米　，傾角較大，約5度～10度。最大處近20度。

煤層直接底板標誌為K3，岩性為石英砂岩或粉砂岩，該層平均厚度的　0.2M　－　2.1M　，再向下依次為不可回采的及薄煤層6號煤、9號煤、標誌層K2、10號煤層、標誌層K1和強含水層奧陶紀灰岩峰峰二段。

K2岩性一般為致密的灰岩，當灰岩無岩溶構造時有一定隔水作用，該層在工作麵局部相變為砂岩，相變為砂岩時有將成奧陶紀灰岩峰峰二段岩溶水間接補充K3的導水層。

K1岩性為鋁土，該層就象一層橡膠層，對下麵奧陶紀灰岩岩溶水有一定的阻水作用。但對於董家河井田而言，該層分布及不均勻，薄的地方不到　0.5M　， 厚的地方達到近　10M　，在局部給其下奧陶紀灰岩岩溶水上湧製造了一定的條件。

該工作麵水文地質條件複雜，5#煤層底板距奧灰岩頂麵間距約　26米　左右，奧灰水突水係數在0.06～0.08MPa/m之間，屬承壓開采工作麵，存在奧灰水突水的可能性。

2以往其它幾個工作麵透水情況及治理方案

2.1 21507未采取任何防治水措施，初采底板透水　150 M³/h多，損失最嚴重；

2.2 22502、22504、21505采取了注漿措施，初采時均出現透水；透水量處21505因為開采標高高，承壓係數小透水量小與　100M³/h，其他兩個工作麵透水量均在　150 M³/h多。嚴重的影響了安全生產；

2.3加固鑽孔均為一個鑽場一個加固孔；

2.4 22502、22504、21505注漿加固工作麵的鑽孔多為垂直或70度左右的大傾角布置，注漿漿液為純水泥漿或水泥與水玻璃混合漿液，漿液水灰比為2：1—0.6：1。

二水平六個底板突水工作麵布置平麵圖見：附圖一

3 22501工作麵底板加固改造方案與以往不同之處

3.1將以往的鑽場注漿孔由垂直單孔布置改成改為平麵方位角為-45度＋45度、俯角分別為30°、45°、60°的斜孔的三孔布置；

3.2將製漿站從井下搬到地麵後，製漿質量，連續性得到了很大的改善；

3.2注漿液由以往的水泥單漿液和水泥水玻璃雙漿液改為膠泥土和水泥雙漿液。

3.3將原來的動壓注漿變成近似靜壓注漿；

4鑽孔設計方案及部分參數：

4.1根據對工作麵物探的結果，及異常區的分布及對底板理解情況確定鑽孔布置方案，22501工作麵擴散半徑確定為　15M-60M，根據擴散半徑確定22501工作麵共布置9個鑽場，22個鑽孔。

22501工作麵鑽孔布置見附圖二

4.2鑽孔施工要求

所有鑽孔要求必須全部取岩芯，鑽孔設計為三級套管結構，最上部安裝　5M　∮168套管、第二級安裝∮108套管，第三級安裝∮89套管；

每一級套管下好後，再分別用高標號水泥漿進行封閉，水泥漿水灰比為1：0.8，待水泥凝固2.5天-3天後再將孔內水泥透開，用高壓注漿泵做不小於6MPa的耐壓試驗，在保證不漏水的情況下再在第一級套管上安裝耐壓為10MPa的止水（止漿）閘閥。為後麵注漿做好準備。

5注漿要求及工藝

5.1漿液要求

用本地紅膠泥土或白膠泥土先通過製漿機製成比重一般為　1.08G/CM3―　1.12 G/CM3的初級泥漿，經過除砂、除雜質處理後再與水泥漿液製成比重為　1.16 G/CM3－　1.3 G/CM3混合漿液。

5.2注漿工藝：

地麵製好的漿液經過地麵泥漿泵加壓以後通過耐壓10MPa無縫高壓鋼管及特製的高壓膠管道輸送到各個注漿空內製漿注漿流程圖見附圖三

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5.3注漿工藝要求

注漿前必須將管道內原來的存液清洗幹淨，用高壓清水衝洗鑽孔2-3小時，

注漿的原則是漿液濃度從稀到濃，注漿漿液流量應該從大到小，一般開始控製在　150L/min，個別湧水大的鑽孔可以達到　260L/min，注漿壓力到2MPa-3MPa時將流量調整到　80 L/min，最後用　40 L/min流量擋位將壓力注到5 MPa-6MPa。

注漿漿液濃度根據注漿鑽孔內裂隙、湧水量及湧水壓力確定及煤層底岩性結構掌握。22501注漿終孔壓力為6MPa，

5.4一般規律

一般情況下鑽孔內出水壓力和出水流量大，注漿時間就長，注漿量多，否則注漿量少注漿時間短。

6注漿結果和注漿後的效果及問題03manbetx

22501工作麵9個鑽場22個鑽孔，單台鑽機施工，鑽孔施工時間82天，施工鑽孔總進尺　1123.24M　（含重複透孔進尺　557.55M　）。注漿前單孔最大出水量　32M³/h，孔內水頭最大壓力0.45MPa。揭露的鑽孔內總湧水量　200.7 M³/h。

22501工作麵總注漿量　6657M³　，單孔注漿量最大　1833 M³　，最小　2.4 M³　，注漿終孔壓力6MPa。

22501工作麵底板注漿工作2007年4月結束，因礦井調整，　2007年7月10日　生產，從開始生產收　2008年5月20日　回采結束，安全回采煤炭27萬噸，一直沒有出現底板湧水情況，收到了非常好的結果為更深部的開采積累了成功的技術基礎和經驗。

個人簡介：齊蓬勃，（1960－）男，陝西省藍田人，1984年畢業於西安礦業學院采礦係采煤專業，高級工程師，現任董家河煤礦總工程師。設計並全過程組織實施了22501工作麵底板注漿改造試驗方案及地麵注漿站的全過程。

TEL: 13572310802 　　

E-mail:qpb257@126.com

通訊地此：陝西、澄城縣、董家河煤礦公司、總工程師辦公室齊蓬勃

郵編715209