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1、中央胶带大巷DF29断层破碎带 预注浆加固施工措施陕西彬长孟村矿业有限公司中央带式输送机大巷 DF29 断层破碎带预注浆加固施工安全技术措施工作面名称：中央带式输送机大巷编 制 单 位：中煤第 31 工程处孟村项目部 编 制 人：施工负责人：批 准 人：批 准 日 期：2015 年 月 日执 行 日 期：2015 年 月 日一、工程概况（一）工程概况 孟村煤矿中央带式输送机大巷位于四煤煤层中，沿四号煤层掘进，地面标 高+869650m；工作面标高+301.0+375.0m。巷道采用锚网索喷联合支护，掘进宽度为5640mm，掘进高度为4570mm，直 墙半圆拱形断面，设计喷厚120mm，掘进断面
2、积为223m2,净断面积为20.血。 该掘进工作面已施工长度为1071m，距离DF29正断层剩余15m，DF29 （H=038m, 正断层，SEN55。，控制程度可靠，由于断层未揭露，以上为推断数据，具体 见图：中央带式输送机大巷过断层带巷道剖面示意图。（二）水文地质情况及断层构造情况 根据矿方下达的矿井地质及水文地质预测预报结合近期地质钻孔施工情况，初步判断该施工区域位于DF29断层东侧约1517m,探测断距为不小于 40m,且存在3540m断层破碎带。巷道施工前方与断层应力方向斜交，受断层 影响较大；煤层总厚度为2326m，局部地段煤层倾角可能会有一定的起伏。煤 层顶板以砂质泥岩、细砂岩为
3、主，预计厚度为3411加，底板以铝质泥岩为 主，厚度为 78m。过断层严格执行“预测预报，先探后掘”原则，经甲方地测部超前地质孔 钻探情况分析，钻探过程中未探到含水层。在揭露DF29断层掘进过程中，预计 巷道正常涌水量在1015m3/h。主要充水水源为裂隙水和断层水，可能会通过顶 板裂隙以及锚杆、锚索孔出水。当巷道穿越断层期间，巷道内部围岩裂隙将二 次发育并重新分布，不排除断层导通煤层顶板直接含水层的可能性，以煤层上 覆延安组、直罗组砂岩裂隙含水层和洛河组砂岩含水层为主，涌水量可能会急 剧增大，预计涌水量达300m3/h以上。（见矿发水文地质图）（三）掘进工作面现状现工作面已施工至里程1071
4、m,距断层15m,全煤巷，顶煤厚度为4. 5m；底 煤厚度16m ,破碎带施工期间增加架设29#J型钢棚及进行预注浆加固加强支护， 巷道顶板冒落、炸帮现象较为严重。二、预注浆加固方案设计（一）砼止浆墙：砼止浆墙砌筑厚度 加，强度等级C30,浇筑砼前对止浆 墙内的顶底和两帮进行开槽，深度500mm,开槽部分顶、帮及时进行锚网支护。 C30配合比=水泥：砂：石子=1： 1.53 : 2.60。（详见砼止浆墙开槽断面施工图）（二）孔口管：孔口管采用4108mm，长度4m无缝钢管制作，端头焊接法 兰盘，钢管外壁使用8#铁丝缠绕焊牢防滑，孔口管采用预埋法，预埋在止浆墙 中，孔口管埋深 3700mm，外露
5、止浆墙300mm。（三）钻孔布置：注浆钻孔沿巷道轴向布置，设计钻孔5个，钻孔长度60m。 详见注浆钻孔布置图）X参数 孔号方位角 （）角)预计 孔深（m）终孔位置孔径 (mm)1270+960穿过DF29断层113852273+960穿过DF29断层113853267+960穿过DF29断层113854273水平60穿过DF29断层113855267水平60穿过DF29断层11385（四）钻孔结构：孔口管孔径113mm，深度4.5m；注浆孔孔径85mm。深度60m。（五）注浆材料及浆液浓度：工作面正常注浆以水泥单液浆为主。注浆水 泥选用P. C325R复合硅酸盐水泥，单液水泥浆水灰比在2:10
6、. 75:1之间。水 玻璃选用浓度为3542波美度、模数为2.43.0的水玻璃，水泥浆与水玻璃 体积比为1:1。（六）钻注设备：钻孔设备采用ZDY-3200LP型钻机，配113mm钻头（用 于开孔）、85mm钻头和73mm钻杆。采用 ZBY2.1/21/22型电动注浆泵进行 注浆。搅拌桶、清水桶、储浆桶各一个。（七）注浆压力：止浆墙注浆加固终压2MPa，断层带注浆终压为5MPa。（八）一次注浆段长30m，加固段长60m。（九）浆液注入量：Q=An（R+r） 2HnB/m式中：A-浆液消耗系数，取1.21.5；R-一浆液有效扩散距离（m）；r-一注浆孔布置圈半径 （m）；H-一注浆段高（m）n岩
7、层平均裂隙率；B浆液充填系数，取0.90.95；m浆液结石率，取0.85。单孔浆液量 Q=1. 5X3.14X（5+2.45） 2X10X0.03X0.95/0. 85=876m3 现场共布置5孔，所需浆液量为87.6 X 5=438m3。三、钻注施工（一）施工准备1、施工前，应组织相关作业人员培训学习，贯彻措施并签字记录。2、注浆泵及搅拌桶应检修完好，并在地面试运转，保证设备完好。3、利用胶轮车将注浆设备及材料自副井入井运至工作面。4、迎头支护到位，综掘机退机至工作面10m外，清理巷道浮煤，平整底板。5、钻机、注浆泵及配套设施提前到位，检修完好，物料码放整齐。6、打钻前供水管路及排水管路必须
8、形成且完善。（二）止浆墙施工1、开槽由技术人员确定止浆墙施工位置，清理止浆墙位置内的杂物，采用EBZ-200 综掘机对迎头加范围进行开槽，开槽后断面尺寸为：荒宽6.64m,荒高5. 57m。 开槽后，及时按原设计对该段进行锚网索加固支护。2、立模根据止浆墙设计位置和厚度，采用48mm钢管作为支撑及工作台支架，模 板选用20#槽钢，长度1500mm。钢管采用22X2500mm锚杆固定在巷道两帮， 按间距1200mm依次布置钢管竖撑和横撑（采用扣件联接），确保立模牢固，不 变形。3、浇筑砼严格按照 C30 配合比拌制混凝土，自下而上依次浇筑，分层捣实，最后于 顶板合茬处采用 C25 喷射混凝土喷设
9、密实。浇筑砼时要保持连续不得中断，且 要振捣密实，确保混凝土施工质量。4、加固止浆墙预埋管及预埋孔口管按照止浆墙加固布孔及孔口管预埋位置要求，利用浇筑止浆墙期间预埋加 固管及孔口管，首先由测量人员在工作面给出预埋管设计方位及角度，工作面 指定位置采用钻机打预埋孔，插入预埋管并固定后浇筑混凝土。外露预埋管与 槽钢模板接缝处，使用木楔进行封堵。注意浇筑砼时应防止加固管与孔口管位 移或偏斜。加固管规格为25mmX2500mm,预埋管呈扇形布置，外露300mm。预 埋管外露处车丝50mm，用于连接阀门。（见孔口管断面、剖面图）（三）止浆墙加固注浆止浆墙凝固 48 小时后，利用预埋的加固管对止浆墙进行加
10、固。采用水泥- 水玻璃双液浆进行加固注浆，水泥浆与水玻璃体积比为 1:1。工作面止浆墙跑浆时用棉纱或木楔封死堵牢跑浆处，然后采取加大浆液浓 度或间歇注浆等方法进行封堵，注浆终压为 2MPa。（四）注浆孔施工 孔口管埋设浇筑完毕及止浆墙加固后，钻机根据孔口管位置调整好方位倾 角后固定钻机，钻机使用自身地锚和液压支柱固定牢靠， 4 根液压支柱顶牢巷道 顶板。使用85mm钻头配73mm钻杆套孔钻进，设计终孔深度为60m,要求 钻至 30m 处，停钻注浆，共分两次钻注。每孔终孔停钻后，应加大水量冲孔， 冲孔时间一般为 30min 左右,直到孔内煤粉基本排净为止。带阀清水钻进,井下连续供水,一旦水量变小
11、或中断应立即停钻或提钻, 检查原因,恢复正常供水后,再继续钻进。（五）注浆1、注浆孔的布置布置 5 个注浆孔。（见注浆孔布置图）2、注浆孔施工顺序注浆孔施工顺序为：1#2#3#4#5#。3、浆液制作注浆泵设在钻机后方10m处，敷设25mm高压注浆胶管，工作面正常注浆 以水泥单液浆为主。注浆水泥选用P.C325R复合硅酸盐水泥，单液水泥浆水灰 比在2:10. 75:1级配之间。水玻璃选用浓度为3542波美度、模数为2.4 3.0的水玻璃，水泥浆与水玻璃体积比为1:1。单液水泥浆现场配制表水灰比水泥（袋）水（kg）制成浆量（m3）2： 199001. 0001： 1157501. 0000.75:
12、1207501. 0005、注浆施工（1）每次钻注施工前，先打开孔口压盖，对将钻注的孔口管安装孔口阀门， 连接牢固，钻一孔，注一孔，采用对称注浆，每孔均达到设计终压5MPa。各钻 孔施工完毕后，再分别选择钻孔进行效果检查钻注。（2）注浆前对注浆设备、混合器和管路系统进行试运转和压力试验，看其 能否满足最大压力，最大流量，调节装置是否灵活，以保证浆液按比例正常注 浆。（3）注浆程序：工作面注浆前，将清水笼头打开，启动注浆泵电机，调节 注浆泵档位，看压力是否正常后，打开孔口管后端进浆阀门，关闭混合器前端 放浆阀门，开始压注清水，1020 分钟内无异常现象，可将吸浆笼头移至泥浆 桶，吸注双液浆，当浆
13、液在裂隙中沉析，充填阶段连续注浆一定时间（ 3050 分钟），压力不升，进浆量不减时，应逐级加大浆液浓度或是添加外加剂，（并 逐步调整其配比，加快凝固时间）。注浆升压过程应为循序渐进过程，从低压到 高压，若压力突然升高应采取卸压或泻浆措施，保证安全和注浆质量。注浆结 束后，先关闭吸浆笼头打开清水池笼头，吸注适量清水，然后打开混合器前端 放浆阀门，关闭孔口管后端进浆阀门，继续压入清水，冲洗管路，直至混合器 放浆阀门喷出清水，方可关闭电机，停止注浆。（4）注浆工艺流程水泥+水 水泥浆（水泥、水玻璃双液浆） 储浆桶 注浆泵 输 浆管一-注浆孔（六）注浆结束标准每孔每段注浆压力均达到设计终压值5MPa
14、，且孔深达到设计深度时，注浆量 接近预算量时，加固注浆完成。四、掘进施工1、注浆加固完毕后，用综掘机将止浆墙切割清除后及时进行架棚支护，并 将金属棚背实，喷砼封闭。超前锚杆施工：自现迎头位置（里程1071m）注浆加固后在巷道拱部以上按 间距700mm,打设22X2500mm超前锚杆，超前锚杆角度超出巷道掘进坡度+3。 掘进前，每2100m打设一排超前锚杆，间距700mm,每排13根，依次顺序通过 断层破碎带。（见超前锚杆断面、剖面图）2、巷道掘进：采用综掘机械化施工，短掘短支，断层带掘进期间及时进行 架设 29U 型钢棚支护。第三部分、安全技术措施一、注浆施工安全技术措施1、当注浆机压力达到设
15、计压力或出现注浆压力不正常后，及时调整注浆泵 的转速并与工作面进行联系，了解现场实际情况。2、井下工作面人员随时观察注浆压力表压力情况，当出现注浆压力达到设 计注浆压力、止浆墙与巷帮出现跑浆、注浆压力不正常等情况，应立即停止注 浆，对其进行卸压，并通知注浆人员。3、注浆时必须设专人观察巷帮有无涨裂跑浆，发现问题及时汇报处理 。4、注浆泵等设备必须在使用前进行检修、试运转，保证无问题后方开机使 用。5、注浆管在注浆机逆止阀处、孔口管处用板卡固定牢固。6、注浆管路要连接牢固、可靠。7、注浆开泵前要检查机泵是否正常，周围是否有障碍，人员是否都站在安 全地点，认为无问题后方可开泵注浆 。8、注浆期间，泵工及维修工要监守岗位，认真负责，不得脱岗 。9、压力表使用前必须检验，合格后方可使用。10、井上下所有人员都认真负责，观察周围动态，发现问题及时汇报处理。11、司泵、司钻人员应严格按照泵、钻操作规程进行作业。12、所有人员必
