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封闭不良钻孔突水机理及防治对策

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封闭不良钻孔突水机理及防治对策某矿井田经过 3 个阶段地质勘探,共施工 212 个钻孔其中,2023 年前施工 37 个钻孔,2023-2023 年施工 89 个钻孔,2023-2023 年 9 月施工 86 个钻孔由于当时封孔材料计算系数较小、封闭段距确定不科学等方面的缘由,多数钻孔没有封孔检查结果或封孔不合格,致使该井田内钻孔封闭存在严峻的问题《精查地质勘探报告》对地质勘探钻孔进展了总结描述:“虽然为封闭质量合格和根本合格的钻孔,但由于执行制度不严格,个别钻孔材料有铺张现象,用料也无准确地计算,特别是砂量有时少于设计量,封孔有无人检查验收也未保存砂浆样品, 故开采时应留意防水”《地质报告》供给 3-26 号、3-7 号、3-5 号孔为封孔合格钻孔,2023 年 10 月,巷道掘进过程中经过3-26 号孔煤:见煤点时,钻孔突水,将泥灰岩水、煤: 煤,地板砂岩水及第四系水导出,最大出水量 240m³/h证明 3-26 号孔封孔不合格,2023 年 2208 上顺施工至 3-7 号钻孔位置揭露该孔,并且漏少量泥浆:2023 年对 3-5 号孔进展启封,启封过程中钻孔突四系水导出,最大出水量 240m³/h, 证明 3-26 号孔封孔不合格。

2023 年 2208 上顺施工至 3-7 号钻孔位置时揭露该孔,并且漏少量泥浆:2023 年对 3-5 号孔进展启封,启封过程中钻孔突然大量漏浆,地表塌陷,巷道从钻孔位置涌入大量水,泥和砂等启封证明3-5 号孔至少 549.32 以上未封孔,实践验证地质报告提纲钻孔封孔结论可信度低2、处理方法及结果(1) 井下处理 3-26 号钻孔3-26 号钻孔的煤:见煤点位于四采轨道下山 x 号点前:134m,2023 年 10月,巷道放炮掘进过程中经过 3-26 号孔煤:见煤点时,消灭钻孔导水,将第四系水、流砂导出,最大出水量240m³/h,2h 后快速下降到 20m³/h,12h 后,出水量下降为 8.5m³/h,封堵上部钻孔以后,出水量下降至 4.8m³/h,这时出水为 2 号煤、3 号煤底板砂岩水,在井下迎头出水后,地面 3-26 号钻孔孔口处消灭地面塌陷,塌陷坑直径约 6m,深 7.8m,塌陷体积约 220m³井下出水后,经分析争论打算在井下-450m,运输东大巷进展打钻注浆漏水钻孔,主要目的是封堵包括第四系水在内的 2 号煤上覆主要含水层水,尽快恢复巷道施工,争论打算先用单液注浆,如无效果承受双液注浆。

水灰比1:1,加5%1水玻璃混合,注水泥 1000kg 后,出水量减至 6m3/h,双液注浆后,在四采轨道下山测水,3-25 号钻孔出水削减到 4.8m3/h,双液注浆后地面观 2 号孔泥灰岩水位开头上升通过地面与井下水位的连续观测分析,注浆封堵上部孔段后钻孔出水 4.8m³/h,为 2 号煤,3 号煤底板以下砂岩水,上部钻孔已封住,隔绝了 2 号煤顶板以上含水层水,解除了你灰岩含水层水和第四系水通过钻孔对四采轨道下山的威逼,观测 2 孔水位标高已开头上升,四采轨道下山迎头安全通过 3-26 号钻孔出水点,过钻孔时顶板无任何出水现象底板沿 3-26 号钻孔向上出水,清理泥砂石证明 2 号煤上部钻孔井下封堵封孔效果好,过钻孔前后屡次测水温为34.2℃ ,水温较高,也说明此事出水为 2 号煤,3 号煤底板以下砂岩水2) 地面处理 3-5 号钻孔地面启封 3-5 号钻孔至 549.32 时,孔内突然发生严峻的漏水,地面开头下沉,钻塔向东倾斜,塔基处形成了一个直径 7.5m,深 7m 的塌陷坑,水及泥、砂涌入井下巷道月 600m³3-5 号钻孔出水后,争论了两个方案,先执行第一方案,在原孔找不到时承受其次方案。

由于查找孔口管失败后改用其次方案,首先是在原孔位上施工一个钻孔,由于塌陷原孔已发生不同程度的位移,扭曲,施工至 15m 后孔内泥浆不循环,漏水严峻,施工至 60.10m 终孔,然后向西移 5.5m 施工其次个孔,孔深 26.1m,孔内泥浆不循环,然后对两孔进展数字测井,并先对 3-5-1 孔进展了高压注浆隔离第四系,通过观测两孔的水位变化来监测高压注浆隔离的效果最终将两个钻孔全孔封闭,阅历收钻孔封孔合格3、封闭不良钻孔漏水机理分析(1) 勘探钻孔封孔存在严峻的质量问题,是钻孔导水的主要缘由当时技术标准低,泥灰岩、第四系含水层根本没有封闭封孔材料计算系数较小,承受 30%系数,依据 10m/袋水泥砂浆封闭,封孔材料用量缺乏,又未取样检查,质量不清勘探期间启封证明,按当时标准完全到达封孔合格的缺乏 50%,按现行标准, 原勘探钻孔封孔根本都不合格2原勘探钻孔封孔资料可能有虚假现象,封孔结论可信度低,增加了对钻孔封闭真实状况客观评价难度,如井下钻孔漏浆,突水、漏砂,3-7 号孔、3-5 号孔原封孔结论为封孔合格或根本合格钻孔,实际证明 3 个钻孔均没有封闭2) 钻孔导水性分析勘探钻孔都是在 12 年以前施工的,未封孔段钻孔原泥浆会不同程度的发生浓缩,少量第四系泥、砂沉淀,钻孔穿过脆弱裂开夹层会掉块缩径,甚至发生局部自然封堵等现象,这就大大降低了封孔不合格钻孔导水的性能但应当强调指 出,这种钻孔泥浆浓缩、泥砂沉淀,甚至钻孔自然缩径,局部封闭现象存在,其自然封堵强度时极低的,其封堵力气是脆弱的,由于钻孔自然封堵物含水率极高, 在放炮等震惊条件下极易产生液化现象。

一旦具备液化和释放空间,将导致钻孔突水,漏浆、漏砂事故的发生该矿井田主要含水层有丰富的第四系流砂含水层和煤系泥灰岩中等含水层, 第四系含水丰富且与地表水有直接水力联系:煤系泥灰岩中等含水层水以静储量裂隙含水为主,赋水性不均一,主要受构造、沉积环境把握因此,对可能漏水钻孔的处理主要是对第四系,泥灰岩两个含水层的封堵处理,最为重要的是对第四系含水层的处理综采,综放采煤工作由于覆岩超前移动的影响,提前加剧了钻孔缩径、变形, 特别是在脆弱岩层孔段,钻孔缩径将更加明显,消弱了钻孔导水性,因此,在综采条件下,封孔不合格钻孔,一般不会消灭突水问题掘进工作面特别是炮掘工作面,一旦揭露封孔不合格钻孔,具备钻孔自然封闭物液化和突水条件,导致钻孔突水的可能性增大,综掘巷道钻孔突水可能相对较小,封孔不合格钻孔突水防治问题,不仅与水文地质条件和钻孔封闭状况有关, 也与采掘工程设计、开采、掘进方式和施工有亲热关系因此,封孔不合格钻孔突水的防治问题要进展具体的综合分析,针对水文条件,钻孔封孔与采掘工作面位置关系,开采施工工艺灯状况制定的防范措施3) 封孔不合格钻孔突水机理封孔不合格钻孔的自然封闭物一旦具备震惊液化和排放〔泥砂〕空间,将发生钻孔突水事故,由于原钻孔封闭物液化产生流体突出,导致孔内产生强大的负压,使覆岩含水层水和第四系流砂层水、流砂一并溃人井下,产生突水事故。

3随着大量第四系水和流砂通过钻孔进入井下,流砂层上覆砂质黏土和黏土层渐渐下沉弯曲砂质黏土和黏土层渐渐下沉弯曲程度渐渐增大,流砂层水和流砂进入钻孔, 阻力渐渐增大,进入钻孔水,砂量削减,在强大负压作用下,先期塌落砂质黏土〔由于强度低〕,也与水,砂一并吸入钻孔由于第四系砂质黏土,黏土层坍塌加重,钻孔吸入砂质黏土和黏土层增多, 水、砂量相对削减,钻孔突出物在钻孔中阻力增大,流速减慢,钻孔相对负压削减,加上第四系黏土层自然坍塌封堵孔共同作用,最终钻孔成为被第四系砂质黏土,黏土充填物为自然封闭状态,这些自然封闭物在静态条件下,能够对第四系水起到较好的封堵作用,但自然封堵钻孔的强度和稳定性不行能很高,能否满足安全生产要求,还应进一步进展争论4、防范措施依据(精查地质勘探报告)资料供给,3-7 号钻孔、3-5 号钻孔、3-26 号钻孔为封孔合格钻孔而钻孔漏水的事实证明:这 3 个钻孔为封孔,导致钻孔出水,该井田范围内在矿区普查、详查、精查勘探阶段内施工的钻孔,封孔质量差,封孔结论可信度低,实践证明仅凭现有〔精查地质勘探报告〕中供给的资料分析,已难以确定井田内个钻孔的真实封闭状况,这是当前及今后安全生产的重大隐患, 今后凡井巷工程设计必需避开钻孔煤岩层中对应点 10m 以上,以防喊道通过钻孔导致钻孔漏水,假设确实避不开的钻孔,必需诸葛分析钻孔封孔质量状况,对可能有突水威逼或封孔不合格的钻孔必需重启封或实行有效防范措施。

该井田日前已过钻孔 30 个,其中回采工作面过钻孔 21 个,无一孔漏水,分析缘由为工作面回采的超前压力是钻孔发生错动,并使钻孔塌孔、缩径、压实, 工作面回采过钻孔,钻孔不易消灭漏水,工作面回采过封孔不合格钻孔,回采前应进展分析论证,实行安全牢靠措施,确保安全生产,否则,将实行地面启封钻孔的措施井田内勘探时期施工的钻孔,经过长达 20 年的时间,虽然钻孔可能会消灭局部缩径自然封闭现象,但这种封闭很脆弱,掘进巷道过钻孔时,放炮产生的瞬间震惊,使钻孔中胶结程度低,含水率较高的钻孔封堵物产生液化,导致钻孔出水,这就是三软地层巷道过封孔不合格钻孔易发生漏水的主要缘由因此实行井4巷工程设计施工时避开钻孔煤岩层中对应点 10m 以上,是有效地防止钻孔突水, 防止重大水灾发生的重要措施,假设井巷工程设计施工确实避不开钻孔,必需进展地面启封工作这 3 个钻孔大量漏水和漏泥砂的事实,应引起对原勘探钻孔封孔问题的重视,但对深度 470m 软岩钻孔漏水,能将第四系泥砂层溃入井下并使地表塌陷的机理和条件,尚缺乏深刻的生疏和系统的争论,对这一问题的争论解决,有助于确定有突水、漏泥砂的钻孔对矿井的威逼程度和实行更加经济合理的计算措施。

5、开采中留意的 安全技术措施:(1) 、在做采区巷道之前,必需对设计采区所能影响到的钻孔资料进展查阅,全面了解钻孔的封闭状况2) 、对于钻孔资料不详、模糊的钻孔,必需以“封闭不良钻孔”对待, 在设计说明中必需明确提出来,作为视在安全隐患来处理3) 、在设计中明确告知施工单位,所要揭露的钻孔数量及位置,以及钻孔的封闭状况,让施工单位提前做好应对措施,防患于未然4) 、在回采或巷道施工过程中,在距钻孔 20~30 米时,必需进展探放水工作,以确保施工安全5) 、在探放水工作之前,必需在作业地点备足封孔材料和排水设备,以备有水时马上排水。

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