21090注浆加固竣工报告.docx

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1、21090注浆加固竣工报告根据平煤股份朝川矿二00八年四月二十六日设计的朝川矿一井-21090机巷外段底板注浆加固设计说明书和六月四日设计的朝川矿16-17一井己-21090机巷里段底板注浆加固设计说明书及平煤集团公司二 0016-17八年四月和六月关于朝川矿一井己-21090机巷外、里段底板注浆加固16-17设计的批复和平煤集团勘探工程处编制的朝川矿一井己21090机巷16-17底板注浆加固施工组织设计及安全技术措施施工本工程。朝川矿位于河南省汝州市南部，北距汝州市18km ,南距宝丰县25km ,距平顶山市60km。焦枝铁路、207国道、904省道均从矿区东部通过。矿区专用铁路与焦枝线在小

2、屯站接轨，矿区公路与207道、904省道连接，交通十分便利。己-21090工作面位于二水平暗主、副斜井以东，己-2105016-1716-17工作面以北，第五勘探线以西，以北为未采动区，采面后段位于二水平东翼泄水巷的上部，间距10m。工作面走向长752m，倾斜宽95m ,煤层厚度平均3.5m，倾向337-359。煤层倾角平均18。士。根据风巷和二水平东翼泄水巷探水揭露资料分析，该工作面中部有三条落差015米左右的正断层,另外切眼东部有一条落差28米左右正断层。水文地质特征：本区水文地质条件比较复杂，主要充水因素是底板灰岩岩溶水。石炭系灰岩岩溶含水层：己煤层底板直接充水含水层为太原组上段16-1

3、7灰岩，本段灰岩由二灰、三灰、四灰和五灰等四层灰岩组成。其中二灰为庚煤的直接顶板，赋存稳定，岩性以燧石灰岩为主，平均厚度7.0mo二灰顶201部距己煤层之间隔水层赋存不稳定，厚度变化较大，平均厚度9.52m ,16-17极值厚度9.011.0m,隔水层岩性为粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，抗拉强度15-29kgc mo因其厚度变化大，岩石力学性质差而不能成为良好的隔水层。2寒武纪灰岩岩溶含水层：裂隙发育，属强含水层，是己煤层底板间接16-17充水含水层，距己煤层底板约50m左右。16-172008年3月23日采用直流电法和瞬变电磁两种物探手段对21090机巷进行超前物探，勘探结果与2003年郑州物探队

4、地面瞬变电磁勘探致，探测工作面中部及后部各有一个相对低阻异常区，设计工作面中部异常区长达196m ,针对此段异常区采取的措施已报批，目前正在施工。2005年山东物探队音频可控源物探资料显示在工作面后段也有一段相对低阻异常区域。这两个异常区域在二水平泄水施工过程中已经得到验证，证明物探资料基本与该区域赋水性吻合，低阻异常区赋水性较强。本设计主要针对工作面后段相对低阻异常区域和中部非异常区域采取措施。该面附近灰岩水位自西向东有三个测压孔控制，分别位于工作面西部,距工作面机巷开口处140米的一井二水平西翼运输巷测压孔；工作面中部的东翼泄水巷2号碉室7号孔及位于工作面切眼西100米的东翼泄水巷迎头3号

5、孔。目前水压分别为0.06Mpa、0.19Mpa和0.41 Mpa0推测水位分别在-243m , -228m , -206m,以上测压孔观测层位均为石炭系灰岩。为真实计算受石炭系灰岩承压水压力的数据，根据该工作面区域内三个测压孔显示数据差异较大的实际情况。该工作面所承受的水压，采用按距测压孔的距离分区计算的原则，工作面西部200米范围内,依据二水平井底车场测压孔推测，最低处承压0.2 Mpao工作面中部水位，依据东翼泄水巷2-7号孔水位推测，预计将承受水压0.33 Mpa ;工作面东部依据东翼泄水巷迎头3号2孔水位推测，预计将承受水压0.39 Mpao依据煤矿防治水工作条例第34条,掘进巷道底

6、板隔水层能承受的安全水压计算（H=16tk+8Lkpr+rL- rL 8kpL,其中:H为底板隔水层能承受2 3 222的安全水压kgfcm,t为隔水层厚度9.0米,L为巷道宽度3.4米，r为隔水层岩2石的抗张强度110tm,k为安全系数取3,一般为25）,经计算后底板能承受20.316Mpa的水压.但实际工作面承受最大水压0.39Mpao通过以上参数和计算结果说明，机巷最低处巷道底板隔水层厚度，难以抵抗所承受的水压,机巷在施工过程中部分地段受底板承压水威胁。为确保机巷的安全掘进及采面将来的安全回采，按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原则。依据煤矿安全规程、煤矿防治水工作条例

7、和集团公司平煤2005403号（关于印发平煤集团公司矿井防治水安全技术管理规定的通知）、200612号（关于印发平煤集团公司矿井防治水齐抓共管责任制的通知），结合已揭露的水文地质资料和地面及井下物探资料综合分析后。决定在二水平东翼泄水巷对机巷里段物探异常区域进行置换注浆加固，通过打钻注浆将含水层改造为隔水层或弱含水层，达到增大煤层底板隔水层厚度之目的，使底板隔水层能够承受底板承压水的压力，从而保证巷道的安全掘进及将来采面的安全回采。2、注浆加固参数的确定2.1 注浆层位的确定加固目的层的选择，参照突水系数计算公式Ts=P （ M-Cp）,计算工作面安全回采(Ts0.06MPam )所需安全隔水

8、层厚度：M= ( P+ TsCp ) / Ts= ( 0.39+0.0613.5 ) 0.06=20.0m式中：P煤层底板承受的水压，取0.39 MPa , Ts突水临界系数,取30.06 MPa/m , Cp煤层底板扰动破坏深度(Cp=0.1195+0.006465=13.24m )，取 13.5m。由于己煤层下距二灰平均9.52m ,二灰层厚平均7.0m ,因此综上计16-17算，确定本次底板注浆加工程终孔目的层位选择在二灰。2.2 、注浆参数的确定注浆参数的选择视单孔涌水量、岩溶发育程度以及底板改造现场情况具体确定，一般情况下参考以下参数：(1 )浆液扩散半径，与裂隙大小，岩溶发育程度、

9、浆液浓度及注浆压力有关，缝宽5 mm以下，水泥浆的有效半径R=2 m;缝宽5-30 mm,R=4m;缝宽30mm以上,R6 mo根据己一轨道下山掘进工作面注浆情况及东翼泄水巷出水和灰岩岩溶裂隙发育情况，同时结合浆液配比浓度及注浆压力，确定本次注浆浆液扩散半径R=20mo(2)浆液的比重：反映了在一定体积的水泥的含量，是直接关系到浆液质量的重要参数，一般讲，底板改造以粘土水泥浆为主，本次注浆以水泥单液浆为主，水泥浆比重一般为1.451.60 ,根据现场注浆情况进行适当调整。(3)浆液的粘度：表示浆液内部分子之间、颗粒之间、分子团之间相互运动时产生的摩擦力的大小。从浆液可泵性和可注性角度来看，如果

10、钻孔涌水量小，可调小浆液的粘度，钻孔水量大时，可适当加大浆液的粘度。(4)泵量与泵压：泵量是根据含水层岩溶裂隙的发育程度及泵压确定的，正常情况下，裂隙发育、泵压在2MPa以内时，采用全泵量(250Lmin )大流量灌注；裂隙发育较差、泵压在2MPa以上时，采用中泵量(80150Lmin );达到终孔压力时用小泵量(4080Lmin ) o(5)单孔注浆结束标准：实践证明，水泥浆注浆压力越大，扩散的范围越大，对裂隙充填的越饱满，形成的结实体强度也就越高，但压力超过一定限度时，容易造成巷道底鼓、跑浆。所以本次注浆单孔注浆结束标准为：泵量50Lmin以下，孔口压力不得低于2MPa，持续时间为30分钟

11、以上。但当发现巷道底鼓或大量跑浆时，可采用间歇法或调整浆液比重和注浆参数进行封堵。3、钻孔施工3.1 钻场及钻孔布置根据工作面的实际巷道揭露资料结合物探异常区情况，经分析后确定施工6个钻场，均布置在二水平东翼泄水巷。钻场具体位置：一号钻场在东测点西10m处，二号钻场在东西15m处，三号钻场在东测点处,四号910钻场在东西16m处，五号钻场在东测点西55m处，六号钻场在东1216,17东10m处。钻场规格深2m、宽3m、高3.0m。钻场的施工均选择在顶板较完整的地段，锚网支护。本次施工设计六个钻场33个钻孔，设计钻探进尺2416m ,注浆量1020mo现场实际施工五个钻场，施工注浆钻孔22个，累

12、计钻探进尺1567m ,注入水泥单液浆316.17m ,水泥-水玻璃双液浆 19.29m,33水泥258.42t,水玻璃9.8to根据浆液扩散半径（R=20m ）,本次底板注浆加固工程钻孔，终孔层位均为二灰灰岩底板。布孔原则为工作面物探低阻异常区、根据现场钻孔及注浆施工的情况，为保证注浆效果根据具体施工情况后期对钻孔数量、参数进行适当调整（详见钻孔平面布置I3.2 钻孔结构及施工工艺各孔均布置在二水平东翼泄水巷内，开孔孔径133mm ,深10m左右，下入108mm套管。套管前，先将套管提离孔底0.2m。然后在孔口和套管口间的环状空隙用水泥砂浆和速凝剂封闭密实，其中插入一根细管,用于观察注浆情况

13、。待孔口水泥砂浆凝固后，从套管口向孔内注入水泥浆,同时观察细管内的情况，待水泥从细管溢出后，可缓停注浆，35min后泥浆稳定流出后，停止注浆，注浆压力为0.2Mpa孔内有水时，用双液浆管。水泥浆凝48h后，用o75mm的钻头扫孔至套管底部，然后退出钻具，孔口管外安装高压闸阀，接通水泵试压，试压压力均大于4.0MPa ,稳定试压时间在30分钟以上，钻孔及钻场周围无出水，无渗漏，全部达到设计要求。试压合格后孔口安装高压闸阀、测压表、防喷装置，改用075mm的钻头继续钻进至终孔，所有钻孔终孔孔径为75mmo钻孔施工过程中按下列要求进行：1、终孔位置相近的钻孔不同时施工或不同时揭露同一含水层，尽量间隔

14、开来，防止注浆串孔，影响加固效果。2、钻探过程中，按照逢涌必注、逢漏必堵的原则，遇破碎裂隙带时也要及时进行注浆，由上而下逐渐对含水层进行加固。3、下入钻孔底部的套管外焊接三片扶正肋骨片，防止套管中心和钻孔中心不一致。4、本次钻探所有钻孔均取芯钻进，在施工过程中一律采用清水钻进，并做了简易水文观测、漏水段（层）、溶洞发育情况等记录工作。3.3钻探、制浆及注浆设备1、钻探设备本次注浆凿孔采用SGZL- 3B型防爆全液压钻机两台，供水设备配BW-250型三缸泵两台。SGZL- 3B型钻机使用钻孔角度范围0-360 ,钻进能力孔深达到300 m ,钻杆直径适用4254 mm钻杆钻进；立轴提升能力45KN ,给进力30 KN ;升降机提升能力20 KN ;外形尺寸20708801690 mm ,总重量1200 Kgo电动机型号yBK180M-4 ,额定功率 18.5 KWoBW-250型三缸泵BW-250型三缸泵为卧式往复单作用活塞泵。该泵具有两种缸径和!AS速度，最大流量250 L/min ,最大压力可达6 MPa，外形尺寸长、宽、高1000995650 mm ,总重量 520