注漿技術在袁店一井煤礦防治水中的應用

2013-11-04 07:09:48夏盆軍靳衛虎

中國科技信息 2013年13期

夏盆軍靳衛虎

1.中煤礦山集團公司技術開發工程處地質科，安徽宿州 234000；2.淮北礦業集團袁店一井煤礦地質科，安徽淮北 235100

1 工作面概況

淮北礦業（集團）袁店一井煤礦坐落在安徽省淮北市濉溪縣五溝鎮境內，距淮北市52km東距宿州市50km，井田東西走向長6.9～13.6km，南北傾向寬1.2～3.4km，井田面積約34.85km2，共有7個可采煤層，其中32、71、81、82、10為主采煤層。

1023工作面為單斜構造，傾向總體為NE方向，位于F4斷層下盤和F25斷層上盤，地質構造較復雜。工作面回采過程中受15條斷層影響，其中5條斷層，在回采范圍之外。F25斷層落差5m～50m，1023F2斷層落差7m～10m，1023F4斷層落差4m，沿煤層傾向向工作面內延伸，對回采影響很大，工作面內無大的褶曲及火成巖侵入影響。

直接充水水源為10煤頂底板砂巖裂隙水。其富水性弱，該含水層以靜儲量為主，生產中表現為滴水、淋水，且出水量很快減弱的特點，對生產有影響較小。太灰水具高水壓，貧富水不均一的特點，對煤層開采有一定的安全威脅。

2 目的和任務

（1）對工作面物探存在的異常區施工鉆探進行驗證。

（2）對10煤底板異常區富水性少的鉆孔采取局部注漿。

3 工作面注漿改造設計與施工

3.1 鉆孔布置

1023工作面鉆孔布置在工作面的9個鉆場。機巷鉆場3個，由外向里依次為JZ1、JZ2、JZ4,共計鉆孔6個；風巷鉆場6個，由外向里依次為FZ1、FZ2、FZ3、FD2、FD1、FZ4,共計鉆孔14個，其中4個位于巷道底板開孔施工，其余10個在鉆場內施工。合計18個注漿鉆孔。鉆孔布置如圖1。

-470大巷水文孔鉆孔在回風大巷和運輸大巷均布置1個鉆場，每個鉆場各2個鉆孔。如圖2。

圖1 1023 工作面鉆孔布置平面圖

圖2 -470大巷水文孔布置平面圖

3.2 注漿施工

（1）注漿系統及設施

注漿采用井下造漿，漿液通過1寸高壓注漿軟管連接注漿悶頭入鉆孔的注漿方式為主。井下注漿泵的布置本著與注漿鉆孔距離近，設備排列緊湊、便于集中控制，輸漿管路盡量縮短，盡量減少注漿管路彎曲及有利于造漿防塵的原則。注漿系統主要包括注漿泵、高壓注漿軟管漿管、球閥、截止閥、高壓閘閥等。

使用人工一次造漿，造漿時按不同注漿時段所要求的漿液濃度及配比規定，先向攪拌罐內注入需用的水量，再從水泥罐自動配比水泥，攪拌均勻后供注漿泵吸用。

（2）注漿材料

注漿材料及配比是固管和封孔質量的關鍵，它直接影響到注漿效果。本次注漿選擇使用質量合格的Po42.5R普通硅酸鹽水泥。

（3）漿液種類及配比

固管漿液采用單液水泥漿加速凝劑（三乙醇胺0.05%+食鹽0.5%），封孔漿液采用單液水泥漿。水灰比（重量）采用2:1、1.5:1、1.25:1和 1:1多個級配，前期注漿水灰比一般在2:1～1.5:1之間，中后期水灰比在1.5:1～1:1之間。水灰比依據注漿情況適時進行調整，漿液最濃時的水灰比不小于1:1。

（4）施工

注漿采用孔口壓蓋式注漿法，以單液水泥漿為主直接對含水層進行大量注漿，使漿液自含水裂隙中擴散，并沿斷層裂隙帶運移，加固含水層。其工藝流程：注水試驗→造漿→注漿（單液）→達到終壓標準→停止注漿沖洗注漿泵、輸漿管路→拆卸沖洗泵缸，并清洗攪拌桶，如圖3。