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1、梧桐庄矿 182202工作面底板预注浆加固设计矿长: 总工程师 : 水文副总 : 治水中心编制: 日期: 2005 年 12 月 30 日梧桐庄矿 182202 工作面底板预注浆加固设计一、 前言182202 工作面位于梧桐庄矿二采区胶带机巷北侧，向东邻近182201工作面。本工作面标高为525.8 m466.0m，工作面走向长930m，倾斜长 166m，煤层平均厚度3.3 m，工作面可采储量约69 万吨。工作面在韦武神岗背斜西翼，并在里段发育有次一级的向斜、背斜，地层形态比较复杂， 地层走向 NW83oNW31oNE76o， 倾角 0o10o, 平均 6o。工作面内断裂构造比较简单，二采区胶
2、带机巷掘进中揭露一条H=6 m 的断层 , 该断层在工作面内延伸长度不详, 工作面上巷开口向里掘进43 m、610 m、634 m 位置分别揭露有 H1 m H2.5 m、H1.7 m 的三条断层，工作面内 SF22、SF23、SF34、SF35 断层为三维地震解释断层，其中SF22断层根据工作面下巷Y1 孔资料证实较为可靠。受褶曲和断层影响，工作面上巷在测量点SO、SR、SV 附近形成三处比较低洼的地段。工作面顶部砂岩含水层 , 富水性弱且不均匀 , 导水性差，对回采影响不大，根据井田已有资料，威胁工作面安全生产的主要含水层是底板下伏一座灰岩、野青灰岩、山伏青灰岩含水层水。1、一座灰岩含水层
3、：与工作面底板隔水岩层厚21m25m，裂隙不发育，局部含水 , 富水性弱，工作面底板采动破坏裂隙达到灰岩顶面易引起底板出水，出水对回采有一定的影响。2、野青灰岩含水层： 与工作面底板隔水岩层厚37m41 m，裂隙不发育，富水不均匀，局部富水性强，根据工作面已有钻孔资料，含水层水位-386m-253m，水温 3437。邻近的 182201工作面内钻孔揭露野青灰岩最大水量为50m3 /h，且回采期间因工作面内小断层活化导水, 曾发生三次水量 4050m3 /h 的底板突水事故，水温最高达43。可见，本含水层在底板断裂和裂隙发育地段有受下伏含水层水补给的可能，一旦出水将对回采造成很大影响。3、山伏青
4、灰岩含水层：与工作面底板隔水岩层厚74m78m，富水不均匀，局部富水性强， 工作面下巷 Y2 孔揭露含水层水量35m3 /h，水位-53m，水温 38.7，在底板断裂和裂隙发育地段有对野青灰岩含水层形成补给的可能，出水对回采影响大。根据梧桐庄矿采用的工作面底板综合防治水方法，我们采用物探和钻探方法查明工作面底板断裂或裂隙薄弱带，并进行底板注浆加固治理及局部疏放水来防止工作面底板出水， 为此编制 182202工作面底板预注浆加固设计。二、工作面底板预注浆加固设计：（一）钻孔布置与钻探工程量：为保证矿井生产衔接， 本工作面在上下巷掘进期间已进行了底板野青灰岩初步钻探，施工完成钻孔9 孔 935m(
5、X9-1、X9-2、Y1#、Y2#、Y4#、Y5#、Y6#、H1#、H2#孔)，已有的钻探资料及工作面上下巷贯通后进行的底板音频电透视物探成果资料是本工作面底板注浆加固钻孔布置的主要依据。钻孔布置原则为：1、 结合工作面已有的部分钻探资料及底板音频电透视物探成果资料布置钻孔，物探的异常带范围和邻近182201突水点地段作为布孔的重点， 并兼顾一般地段。2、工作面内断裂构造与底板裂隙发育地带作为布孔的重点，钻孔布置与查明工作面内断裂构造发育情况及其导水性相结合，在断层破碎带和底板裂隙发育地段附近多布置钻孔，钻孔方向尽量和断裂构造的发育方向垂交或斜交，以尽可能多穿过构造破碎带与底板裂隙。3、以斜孔
6、为主，使钻孔尽可能长地揭露底板隔水层与含水层，有利于查明工作面底板隔水岩层厚度、岩性、受构造破坏影响破碎程度等特征和含水层厚度、富水性、水温、水压等特征，并提高底板预注浆加固效果。根据以上钻孔布置原则，布置工作面底板探查与注浆钻孔43 孔（包括已施工完成钻孔），钻孔设计施工位置、方向、倾角、孔口管长度及预计孔深等参数见附表一和附图一，钻探工程量 4034 m。此外，为检查注浆加固的效果，需在工作面注浆加固范围内施工检查孔，按注浆孔数的 15确定检查孔数量，单孔孔深85 m，预计检查孔钻探工程量510 m /6 孔，检查孔主要布置在：1、分析认为注浆质量较差的地段。2、注浆孔比较稀疏的地段3、构
7、造发育的薄弱地段根据注浆钻孔的实际施工情况和注浆情况具体研究布置。因此，本工作面总设计钻探工程量4544m/49孔。（二）钻孔施工序次：钻孔施工分序次进行，并根据具体施工情况对设计进行调整补充，以便有针对性地进行工作面底板水文地质条件探查和工作面底板注浆加固工作。1、第一序次： 初步探查工作面底板野青灰岩的导（含）水裂隙薄弱带及隔水岩层完整性、构造发育等情况。2、第二序次：在第一序次基础上对工作面底板野青灰岩富水区、底板断裂和裂隙薄弱带、野青灰岩水文地质异常部位重点布孔，以便对工作面内重点地段进行注浆加固治理,另外延伸部分野青灰岩孔至山伏青灰岩层位，探查工作面底板山伏青灰岩水文情况3、第三序次
8、：对底板预注浆加固的效果进行钻探验证补注。根据具体施工情况，需修改钻孔原设计参数或需在揭露断裂构造、野青灰岩水量较大，水文情况异常的钻孔周围增加钻孔，由防治水中心对设计进行补充。（三）单孔设计及钻孔施工技术要求：单孔设计：钻孔 127mm 开孔钻进，孔深超过设计的108mm 孔口管长度 1m 后， 冲净孔内岩粉，按设计要求下入108mm8m 孔口管 , 并使用标号 425#以上的硅酸岩水泥浆固管, 水泥凝固后用 75mm 孔径扫孔至原孔深，进行注水耐压试验, 试验压力要求达 8MP ，稳定 30 分钟以上钻孔四周不跑水为合格，以下 75mm 裸孔钻进至野青煤或伏青煤底板终孔。钻孔施工技术要求：
9、1、严格按设计要求的位置、方向、倾角施工钻孔，按照设计要求注浆固结孔口管和进行孔口管注水耐压试验，保证钻孔孔口管注浆止水质量。2、钻孔孔口管注水耐压试验合格后继续钻进，钻进前必须安设水门，水门耐压要达到 8 MPa以上。3、施工中要提高岩芯采取率，岩芯采取率要不小于75，取出的岩芯要分日期和班次编号摆放整齐。4、要做好钻孔岩芯资料编录工作，钻孔换层深度、厚度和岩性特征等地质资料必须收集齐全。5、钻孔揭露标志地层、断层破碎带或破碎岩层及出水孔段，必须详细记录孔深、厚度和岩性，取出岩芯实物，及时向调度室、防治水中心等有关部门汇报核对。6、钻孔施工中的出水孔段，要准确观测钻孔水量、水温、水压资料，及
10、时向调度室、防治水中心等有关部门汇报。7、钻孔在钻进至目的含水层前，必须对目的含水层以上各含水层进行注浆隔离，注浆要求同工作面底板注浆加固技术要求，且待水泥浆凝固后扫孔至孔底要求钻孔无水。8、钻机班报要每班由当班班长在施工现场如实填写清楚，各项地质、水文地质内容不得缺少。9、钻孔终孔后，要求钻孔测压压盖、球阀及压力表等必须齐全，并在钻孔验收后 3 天内提交正式竣工报告资料。（四）注浆设计：采用单液水泥浆， 为了增大浆液扩散半径， 浆液水灰比要求为2：14：1 的稀浆，并利用地面注浆站施工，注浆站由储灰罐、螺旋推进器、射流搅拌机、二次搅拌机、注浆泵、注浆管路、供电、供水、通讯设施等组成，注浆能力
11、为 4 吨/h，主要系统如下 : （1）造浆：水泥从水泥罐中放出，通过螺旋推进器进入射流搅拌机进行一次搅拌，然后流入搅拌池内进行二次搅拌，搅拌均匀后待注。（2）注浆：由地面注浆站NBB 260/7 型注浆泵 2 台进行注浆，一台注浆，一台备用，将搅拌池内待注浆液通过注浆管路注入孔内。正常注浆泵档一般选用3 档(106L/min) 或 4 档(167L/min),钻孔注浆采用连续注浆方式 , 在孔口压力达到 6MPa 时, 改用 2档(60L/min) 注浆, 当钻孔孔口注浆压力达到8MPa ，注浆过程中未出现影响注浆质量的异常情况时，可结束钻孔注浆。注浆量预计：钻孔单孔平均注浆量按50吨预计，
12、预计工作面49 个钻孔（包括检查孔 6 孔）注浆量为 2450 吨。三、打钻注浆工作时间安排及资金概算：1、施工工期：（1）钻探施工：由于该工作面整修及排水设施、水沟等影响，钻探工程从2005 年 12 月份开始正式施工。本工作面总设计钻探工程量4544m ，现已完成 9 孔 935m，剩余工程量为 3609m。全矿施工队伍现有外部钻机8 台, 单台日进 5.5 m, 矿钻机 3台, 单台日进 9m,因 182204回风巷、 182311回风巷等地区有钻探任务，预计可安排外部钻机5 台，矿钻机 3 台投入到 182202工作面施工，每天钻进 54.5 m, 完成 3609 m钻探工程量正常需施
13、工66 天，期间考虑钻机搬家及不可预见影响时间10 天，因此，在不增加钻机台数的情况下， 为保证 182202工作面按时安装衔接，只能力争在 2006 年 2 月 15 日前完成 182202工作面里段 500m的底板钻探工程，外段420 m 底板钻探施工安排在工作面上下巷钻窝内进行，预计全部钻探工程在2006 年 3 月 17 日结束。（2）注浆施工：总设计注浆工程量2450 吨水泥，注浆按水灰比4：1配制水泥浆，地面注浆站平均每班注浆量20 吨，预计需施工41 天, 期间注浆系统检修、个别钻孔补注等不可预见工期10 天，正常可在 51 天内注浆完工。注浆工程从2006 年 1 月 10 日
14、开始, 如钻探工程不影响可在2006 年 2月 28 日前完成 182202工作面里段 500 m的底板注浆加固工程，剩余注浆工程量计划在 2006 年 3 月 20 日前结束。3、资金概算：资金分项概算：规格单位数量单价（元）资金（元）其它钻探127mm 75mm m 4544 380 元/ m 1713420 包 括 检查 孔 钻探 及 注浆工程量。注浆425普通硅酸岩吨2450 330 元/ 吨808500 材料孔49 6800 元/ 孔333200 其它100000 合计： 296.842万元。附表 1、 182202 工作面底板物探验证与注浆加固钻孔一览表序号钻孔编号钻探位置钻探方向
15、（o）钻孔倾角（o）孔口套管（m ）预计孔深（m ）备 注1 H1 回风巷283 -51 30 125 已完工2 H2 回风巷103 -41 30 120 山伏青孔3 H3 回风巷103 -41 30 120 山伏青孔4 H4 回风巷103 -41 30 120 山伏青孔5 H5 回风巷103 -41 30 120 山伏青孔6 H6 回风巷103 -41 30 120 山伏青孔7 H7 回风巷354 -32 26 85 8 H8 回风巷283 -30 18 85 9 H9 回风巷10 -32 26 85 10 H10 回风巷263 -30 18 90 11 H11 回风巷3 -67 26 90
16、 山伏青孔12 H12 回风巷129 -30 30 85 13 H13 回风巷332 -30 26 95 14 H14 回风巷283 -32 18 90 15 H15 回风巷276 -44 26 120 山伏青孔16 H16 回风巷7 -34 26 75 17 H17 回风巷304 -30 18 95 18 H18 回风巷254 -33 20 95 19 H19 回风巷214 -45 20 65 序号钻孔编号钻探位置钻探方向（o）钻孔倾角（o）孔 口套管（m ）预计孔深（m ）备 注20 H20 回风巷283 -32 18 90 山伏青孔21 H21 回风巷283 -36 18 85 22 H22 回风巷0 -51 20 55 23 H23 回风巷269 -31 18 80 24 H24 回风巷7 -33 26 70 25 H25 回风巷310 -34 20 85 26 Y1 运输巷103 -20 16 120 已完工27 Y2 运输巷255 -53 26 125 已完工28 Y3 运输巷71 -35 22 95 29 Y4 运输巷103 -38 16 65 已完工30 Y5 运输巷1
