石溝驛煤礦回風斜井涌水注漿治理方案

李金龍

（寧夏煤礦設計研究院有限責任公司，寧夏回族自治區銀川市，750011）

1 煤礦概況

神華寧夏煤業集團石溝驛煤礦位于寧夏回族自治區靈武市白土崗鄉境內。根據寧煤集團總體發展規劃，石溝驛煤礦實施技術改造后，設計生產能力由原來的0.3 Mt／a擴建至0.9 Mt／a，主要生產系統能力預留至1.5 Mt／a。井田走向長9.08km，傾斜寬3.53km，井田面積21.36km2。井田范圍內共有地質儲量5690.57 萬t，可采儲量4331.95萬t，礦井服務年限34.38a。井田采用全斜井單水平上下山開拓方式，全井田共劃分為2個階段、4個采區，主采侏羅系中下統延安組六煤。在井田西翼六煤露頭外側第V 勘探線處布置一座主井、一座副井、一座風井，3座井筒均采用錨網噴支護方式。主斜井為穿層斜井，傾角16.5°，井筒下部在+1000m 標高見六煤底板后沿六煤布置，井底水平標高為+850 m；副斜井為傾角22°穿層斜井，在+1000 m 水平落平后布置井底車場、水泵房、變電所、水倉、管子道、消防材料庫等硐室，車場石門向前見六煤底板后，接沿六煤布置的一采區暗斜井；斜風井上部傾角20°，至+1193m 標高布置長138m 的斜風井及+1193m 聯絡石門，然后以25°傾角掘進，到+1050m 標高見六煤底板后沿六煤傾向布置，井底標高亦為+850m。

石溝驛煤礦斜風井掘進頭在掘進+1193 m 回風聯絡石門至72m 處時，從掘進頭已打的兩個錨桿鉆孔中大量出水，實測出水量達到33m3／h，掘進作業被迫停止。

2 出水原因分析

根據現場出水情況，在對地層和地質情況分析的基礎上，初步推斷該處存在含水層。為了進一步明確含水層賦存情況，以制定相應的治理措施，經與建設單位協商后，在地面沿回風斜井和+1193m回風聯絡石門縱向共布置了3 個水文鉆孔。從3個水文鉆孔揭露地層及含水層情況來看，在地表以下+1198 m 標高處局部存在一層厚約0.15 m 左右的古河床沖積含水層。回風斜井+1193m 回風聯絡石門掘進頭出水是由于錨桿鉆孔深度達到了2000mm，導通了古河床沖積含水層，導致古河床積水沿鉆孔大量涌出。

3 注漿堵水治理方案

經過對多方案治理措施對比，確定采用注漿堵水的施工方案。其施工工藝大致分為澆筑止漿墊、注漿、正常掘進3步。

3.1 澆筑混凝土止漿墊

根據掘進頭現場涌水情況，出水裂隙到掘進頭巖面的距離只有200～1000mm，注漿時基巖根本無法承受注漿壓力的破壞，所以注漿前必須先澆筑混凝土止漿墊，止漿墊的厚度500mm，止漿墊混凝土標號不低于C30，出現泄水的鉆孔安裝鋼管將水導出，但管頭要帶閥門。

3.2 注漿

由于不清楚掘進頭巖石裂隙的寬度和發育情況，為了確保安全、順利地通過含水裂隙段，每注漿一段深度不低于15 m，每一段分兩次注入。第一次1～10 m，第二次10～15 m。離巷道周邊200mm每相距1.3m 布置注漿孔一個，巷道中間布置兩個注漿孔，全巷道斷面共布置9個注漿孔。注漿鉆孔布置剖面情況見圖1，止漿墊及注漿鉆孔布置平面情況見圖2。第一次鉆孔深度不低于6m；第二次鉆孔深度不低于13 m，周邊孔可向外傾斜3°～5°。

（1）注漿材料。濃度大的漿液采用BR-CF型或K 型防水劑。兩種漿液凝膠時間短，為30s至40min，堵水效果好，擴散半徑2～3m，結石體98%，需雙泵作業。濃度小的漿液采用BRCE型防水劑，CE型漿液的凝膠時間可調范圍廣，結石體達100%，抗滲達S32，提高強度20%，懸浮率好，流動度大，擴散半徑5 m，只需單泵作業。注漿泵采用SYB-50／10型雙液變量注漿泵。

圖1 斜風井+1193m 回風聯絡石門注漿鉆孔布置剖面圖

圖2 止漿墊及注漿鉆孔布置平面圖

濃度大的漿液材料配比為水∶水泥∶防水劑∶專用粉=0.6∶1∶0.10∶0.02～0.04。

濃度小的漿液材料配比為水∶水泥∶防水劑∶專用粉=1.5∶1∶0.10∶0.02～0.04 或2∶1∶0.10∶0.02～0.04。

（2）漿液濃度。可根據現場情況靈活掌握，裂隙發育、泄水量大的孔，漿液濃度要大；裂隙不發育、無泄水的孔，漿液濃度要小。

（3）凝膠時間的控制。濃度大的漿液，凝膠時間控制在50～2400s之間，濃度小的漿液凝膠時間控制在40～120min之間。

（4）注漿壓力。濃度大的漿液，注漿壓力控制在清水壓力的2～2.5倍；濃度小的漿液，注漿壓力控制在清水壓力的3～3.5倍。

3.3 正常掘進

注漿結束3d后進行開挖正常掘進，掘進長度12m，為下一段注漿留設3 m 基巖止漿層。開挖時采用邊開挖邊錨噴支護的方法。錨噴支護材料選用BR-2 型防水劑，錨噴支護的厚度可增加150mm，采用掛網錨噴。

3.4 費用概算

因注漿孔的出水情況事先無法預知，故所用漿液濃度暫按濃度大的漿液和濃度小的漿液各用一半考慮。注漿段長度暫按15 m 計算。斜風井+1193m回風聯絡石門出水注漿治理工程概算總費用為398805元，其中包括巷道正常掘進支護費用75990元。

石溝驛煤礦回風斜井注漿堵水方案實施后，已徹底解決了掘進頭涌水問題，保證了礦井建設的正常進行。

［1］ 賈民，田濤.濟二礦覆巖離層水涌水機理與防治技術研究 ［J］.中國煤炭，2013 （1）

［2］ 馬濤.紅柳煤礦過斷層帷幕注漿技術 ［J］.中國煤炭，2014 （2）

［3］ 中國煤炭建設協會.煤炭工業礦井設計規范 ［S］.北京：中國計劃出版社，2006

［4］ 中國煤炭建設協會.煤礦井巷工程質量驗收規范［S］.北京：中國計劃出版社，2010