回風大巷DF3斷層的探測及其水害防治技術

張平

摘 要：斷裂構造一般是良好的導水通道，斷層突水也是礦井水害的主要類型。因此，加強斷裂構造的探測，并制定針對性治理措施是礦井防治水工作的一項重要內容。

關鍵詞：斷層探測；帷幕注漿；水害防治

1 工程概述

安里煤礦為新建礦井，根據勘探報告，回風大巷距主井150m處將要揭露DF3正斷層（見圖1）。

圖1 巷道布置與DF3斷層探測施工平面圖

2 地質、水文地質概況

安里煤礦回風大巷主要位于二疊系下石盒子（P1x）中粗砂巖中，巖性以中粗砂巖為主，厚度約19m，含水性中等，一般含水具可疏性，但受構造影響區域含水性、導水較好。其上下主要為中厚層砂質泥巖和薄層狀泥巖，裂隙發育，局部較破碎。

DF3斷層為一正斷層，產狀為：東西近東西、北傾，傾角75°，落差H=20～35m。預計DF3斷層將與巷道圍巖砂巖裂隙水導通，形成良好的導水通道，為巷道掘進的重要水害隱患。

3 DF3斷層的探測

首先在距離DF3斷層30m左右巷道工作面設置探水鉆場，設計5個超前探測鉆孔（見圖2，1～5#孔），采用TXU-150型專用鉆機進行超前探查，查明掘進前方80m、幫距20m、頂板上15m和底板下15m范圍巖層內水文地質條件，查明DF3斷層的大致走向、傾向和傾角及其含、導水性，為斷層的治理提供可靠依據（見圖2、圖3、圖4）。

4 巷道注漿

根據1～5#鉆孔探測情況（見表1），鉆孔均出水，水量5～34m3/h，水壓2.0MPa，DF3斷層導水性好，推測斷距約10m。巷道掘進難以正常通過，特另外補充鉆孔（6～10#）采用一臺2TGZ-60/210型注漿泵進行帷幕注漿。

4.1 注漿孔數目與布置

根據DF3斷層含、導性與巷道設計空間位置，為形成較好的注漿帷幕，采用沿巷道輪廓線均勻布孔方案（如圖2、圖3、圖4所示），本次連探水鉆孔共設計10個孔，包括1個效果檢驗孔。

4.2注漿方式采用壓入式注漿

就是把漿液直接壓入注漿孔充填裂隙，這種方式注漿速度快，壓力高，漿液充填密實，結石體強度高，可注入細小裂隙。

另外施工時，采用分段前進式注漿，就是從工作面鉆孔至斷導水帶開始，根據鉆孔出水情況，鉆一段孔，注一段漿，反復交替進行，直至通過導水斷裂帶至設計孔深。

4.3 注漿段長

本次注漿段長為80m，允許掘進60m。

4.4 漿液擴散半徑的預計

注漿過程中漿液的擴散半徑隨著巖層構造條件，巖層滲透系數、裂隙率及裂隙寬度、注漿壓力、注漿時間而增大，隨著漿液濃度增加而減小。由于漿液在裂隙中的擴散實際上是不規則的，所以從理論上很難精確計算。根據DF3斷層導水性，推測本次注漿段斷裂構造發育，漿液擴散半徑順構造裂隙方向較大。

4.5 漿液性質及配比

工作面注漿一般采用單一水泥漿，固管采用水泥-水玻璃雙液漿，漿液比例根據注漿吸漿量調整。

4.6 注漿終壓

為確保注漿效果，本次注漿終壓取靜水壓力的4倍，即8.0MPa。

注漿終壓的判斷依據：注漿壓力達到8.0MPa，注漿量不大于10L/min，持續時間不少于20min。

4.7 效果檢驗

在其他注漿孔施工結束后，施工8#孔，作為效果檢驗孔進行注漿效果檢驗，在8#孔無水或水量小于1.0m3/h，即結束本次注漿，否則另補孔補注。

5 施工結果

本次DF3斷層的探測與注漿施工共用時19天，施工結果見下表。

表1 回風大巷過DF3斷層探水注漿施工統計表

本次施工區域主要為砂巖和砂質泥巖，施工鉆孔均有出水，出水段深度在34～57m，水量最大涌水量38m3/h。下伏鉆孔涌水量較小，最小1.0m3/h。推測總回風巷前方發育DF3斷層，斷層具良好導水性，水源以二疊系下石盒子組（P1x）砂巖裂隙水為主，與下伏太灰水的水力聯系較差。

恢復掘進后，巷道掘進前方揭露的一正斷層基本與勘探報告資料吻合，注漿后僅有局部頂板潮濕，基本無淋水，實現無水掘進，保證巷道工程質量，同時也為工人創造良好工作環境。

6 結論

斷層導水性取決于諸多因素，首要是斷層的性質、落差、斷距大小、斷層帶的物質組成、破碎程度及膠結狀態，其次是斷層兩盤的巖性，主要含水層的富水性，水頭值大小，另外，采掘活動也能改變斷層的導水性。

DF3斷層為本礦首次遇到的主要斷裂構造，對其的準確探測與針對性的注漿封堵措施，為以后其他斷裂構造的探測與防治提供了很好具較高的借鑒價值和指導意義。

參考文獻

[1]田道春.F36斷層水的探測與防治[J].山東煤炭科技，2006（6）.

摘 要：斷裂構造一般是良好的導水通道，斷層突水也是礦井水害的主要類型。因此，加強斷裂構造的探測，并制定針對性治理措施是礦井防治水工作的一項重要內容。

關鍵詞：斷層探測；帷幕注漿；水害防治

1 工程概述

安里煤礦為新建礦井，根據勘探報告，回風大巷距主井150m處將要揭露DF3正斷層（見圖1）。

圖1 巷道布置與DF3斷層探測施工平面圖

2 地質、水文地質概況

安里煤礦回風大巷主要位于二疊系下石盒子（P1x）中粗砂巖中，巖性以中粗砂巖為主，厚度約19m，含水性中等，一般含水具可疏性，但受構造影響區域含水性、導水較好。其上下主要為中厚層砂質泥巖和薄層狀泥巖，裂隙發育，局部較破碎。

DF3斷層為一正斷層，產狀為：東西近東西、北傾，傾角75°，落差H=20～35m。預計DF3斷層將與巷道圍巖砂巖裂隙水導通，形成良好的導水通道，為巷道掘進的重要水害隱患。

3 DF3斷層的探測

首先在距離DF3斷層30m左右巷道工作面設置探水鉆場，設計5個超前探測鉆孔（見圖2，1～5#孔），采用TXU-150型專用鉆機進行超前探查，查明掘進前方80m、幫距20m、頂板上15m和底板下15m范圍巖層內水文地質條件，查明DF3斷層的大致走向、傾向和傾角及其含、導水性，為斷層的治理提供可靠依據（見圖2、圖3、圖4）。

4 巷道注漿

根據1～5#鉆孔探測情況（見表1），鉆孔均出水，水量5～34m3/h，水壓2.0MPa，DF3斷層導水性好，推測斷距約10m。巷道掘進難以正常通過，特另外補充鉆孔（6～10#）采用一臺2TGZ-60/210型注漿泵進行帷幕注漿。

4.1 注漿孔數目與布置

根據DF3斷層含、導性與巷道設計空間位置，為形成較好的注漿帷幕，采用沿巷道輪廓線均勻布孔方案（如圖2、圖3、圖4所示），本次連探水鉆孔共設計10個孔，包括1個效果檢驗孔。

4.2注漿方式采用壓入式注漿

就是把漿液直接壓入注漿孔充填裂隙，這種方式注漿速度快，壓力高，漿液充填密實，結石體強度高，可注入細小裂隙。

另外施工時，采用分段前進式注漿，就是從工作面鉆孔至斷導水帶開始，根據鉆孔出水情況，鉆一段孔，注一段漿，反復交替進行，直至通過導水斷裂帶至設計孔深。

4.3 注漿段長

本次注漿段長為80m，允許掘進60m。

4.4 漿液擴散半徑的預計

注漿過程中漿液的擴散半徑隨著巖層構造條件，巖層滲透系數、裂隙率及裂隙寬度、注漿壓力、注漿時間而增大，隨著漿液濃度增加而減小。由于漿液在裂隙中的擴散實際上是不規則的，所以從理論上很難精確計算。根據DF3斷層導水性，推測本次注漿段斷裂構造發育，漿液擴散半徑順構造裂隙方向較大。

4.5 漿液性質及配比

工作面注漿一般采用單一水泥漿，固管采用水泥-水玻璃雙液漿，漿液比例根據注漿吸漿量調整。

4.6 注漿終壓

為確保注漿效果，本次注漿終壓取靜水壓力的4倍，即8.0MPa。

注漿終壓的判斷依據：注漿壓力達到8.0MPa，注漿量不大于10L/min，持續時間不少于20min。

4.7 效果檢驗

在其他注漿孔施工結束后，施工8#孔，作為效果檢驗孔進行注漿效果檢驗，在8#孔無水或水量小于1.0m3/h，即結束本次注漿，否則另補孔補注。

5 施工結果

本次DF3斷層的探測與注漿施工共用時19天，施工結果見下表。

表1 回風大巷過DF3斷層探水注漿施工統計表

本次施工區域主要為砂巖和砂質泥巖，施工鉆孔均有出水，出水段深度在34～57m，水量最大涌水量38m3/h。下伏鉆孔涌水量較小，最小1.0m3/h。推測總回風巷前方發育DF3斷層，斷層具良好導水性，水源以二疊系下石盒子組（P1x）砂巖裂隙水為主，與下伏太灰水的水力聯系較差。

恢復掘進后，巷道掘進前方揭露的一正斷層基本與勘探報告資料吻合，注漿后僅有局部頂板潮濕，基本無淋水，實現無水掘進，保證巷道工程質量，同時也為工人創造良好工作環境。

6 結論

斷層導水性取決于諸多因素，首要是斷層的性質、落差、斷距大小、斷層帶的物質組成、破碎程度及膠結狀態，其次是斷層兩盤的巖性，主要含水層的富水性，水頭值大小，另外，采掘活動也能改變斷層的導水性。

DF3斷層為本礦首次遇到的主要斷裂構造，對其的準確探測與針對性的注漿封堵措施，為以后其他斷裂構造的探測與防治提供了很好具較高的借鑒價值和指導意義。

參考文獻

[1]田道春.F36斷層水的探測與防治[J].山東煤炭科技，2006（6）.

摘 要：斷裂構造一般是良好的導水通道，斷層突水也是礦井水害的主要類型。因此，加強斷裂構造的探測，并制定針對性治理措施是礦井防治水工作的一項重要內容。

關鍵詞：斷層探測；帷幕注漿；水害防治

1 工程概述

安里煤礦為新建礦井，根據勘探報告，回風大巷距主井150m處將要揭露DF3正斷層（見圖1）。

圖1 巷道布置與DF3斷層探測施工平面圖

2 地質、水文地質概況

安里煤礦回風大巷主要位于二疊系下石盒子（P1x）中粗砂巖中，巖性以中粗砂巖為主，厚度約19m，含水性中等，一般含水具可疏性，但受構造影響區域含水性、導水較好。其上下主要為中厚層砂質泥巖和薄層狀泥巖，裂隙發育，局部較破碎。

DF3斷層為一正斷層，產狀為：東西近東西、北傾，傾角75°，落差H=20～35m。預計DF3斷層將與巷道圍巖砂巖裂隙水導通，形成良好的導水通道，為巷道掘進的重要水害隱患。

3 DF3斷層的探測

首先在距離DF3斷層30m左右巷道工作面設置探水鉆場，設計5個超前探測鉆孔（見圖2，1～5#孔），采用TXU-150型專用鉆機進行超前探查，查明掘進前方80m、幫距20m、頂板上15m和底板下15m范圍巖層內水文地質條件，查明DF3斷層的大致走向、傾向和傾角及其含、導水性，為斷層的治理提供可靠依據（見圖2、圖3、圖4）。

4 巷道注漿

根據1～5#鉆孔探測情況（見表1），鉆孔均出水，水量5～34m3/h，水壓2.0MPa，DF3斷層導水性好，推測斷距約10m。巷道掘進難以正常通過，特另外補充鉆孔（6～10#）采用一臺2TGZ-60/210型注漿泵進行帷幕注漿。

4.1 注漿孔數目與布置

根據DF3斷層含、導性與巷道設計空間位置，為形成較好的注漿帷幕，采用沿巷道輪廓線均勻布孔方案（如圖2、圖3、圖4所示），本次連探水鉆孔共設計10個孔，包括1個效果檢驗孔。

4.2注漿方式采用壓入式注漿

就是把漿液直接壓入注漿孔充填裂隙，這種方式注漿速度快，壓力高，漿液充填密實，結石體強度高，可注入細小裂隙。

另外施工時，采用分段前進式注漿，就是從工作面鉆孔至斷導水帶開始，根據鉆孔出水情況，鉆一段孔，注一段漿，反復交替進行，直至通過導水斷裂帶至設計孔深。

4.3 注漿段長

本次注漿段長為80m，允許掘進60m。

4.4 漿液擴散半徑的預計

注漿過程中漿液的擴散半徑隨著巖層構造條件，巖層滲透系數、裂隙率及裂隙寬度、注漿壓力、注漿時間而增大，隨著漿液濃度增加而減小。由于漿液在裂隙中的擴散實際上是不規則的，所以從理論上很難精確計算。根據DF3斷層導水性，推測本次注漿段斷裂構造發育，漿液擴散半徑順構造裂隙方向較大。

4.5 漿液性質及配比

工作面注漿一般采用單一水泥漿，固管采用水泥-水玻璃雙液漿，漿液比例根據注漿吸漿量調整。

4.6 注漿終壓

為確保注漿效果，本次注漿終壓取靜水壓力的4倍，即8.0MPa。

注漿終壓的判斷依據：注漿壓力達到8.0MPa，注漿量不大于10L/min，持續時間不少于20min。

4.7 效果檢驗

在其他注漿孔施工結束后，施工8#孔，作為效果檢驗孔進行注漿效果檢驗，在8#孔無水或水量小于1.0m3/h，即結束本次注漿，否則另補孔補注。

5 施工結果

本次DF3斷層的探測與注漿施工共用時19天，施工結果見下表。

表1 回風大巷過DF3斷層探水注漿施工統計表

本次施工區域主要為砂巖和砂質泥巖，施工鉆孔均有出水，出水段深度在34～57m，水量最大涌水量38m3/h。下伏鉆孔涌水量較小，最小1.0m3/h。推測總回風巷前方發育DF3斷層，斷層具良好導水性，水源以二疊系下石盒子組（P1x）砂巖裂隙水為主，與下伏太灰水的水力聯系較差。

恢復掘進后，巷道掘進前方揭露的一正斷層基本與勘探報告資料吻合，注漿后僅有局部頂板潮濕，基本無淋水，實現無水掘進，保證巷道工程質量，同時也為工人創造良好工作環境。

6 結論

斷層導水性取決于諸多因素，首要是斷層的性質、落差、斷距大小、斷層帶的物質組成、破碎程度及膠結狀態，其次是斷層兩盤的巖性，主要含水層的富水性，水頭值大小，另外，采掘活動也能改變斷層的導水性。

DF3斷層為本礦首次遇到的主要斷裂構造，對其的準確探測與針對性的注漿封堵措施，為以后其他斷裂構造的探測與防治提供了很好具較高的借鑒價值和指導意義。

參考文獻

[1]田道春.F36斷層水的探測與防治[J].山東煤炭科技，2006（6）.