巷道導水過斷層注漿堵水的時間

劉志峰

（柳林縣三委派管理中心，山西 柳林 033300）

我國煤礦地質條件各異，軟巖在近半數礦井都有賦存。隨著開采深度的增加，導致地質條件惡化、破碎巖體增多和地應力增大，造成深井巷道圍巖穩定性控制與支護的難度加大。尤其是遇斷層破碎帶時，地質構造作用使得圍巖更加破碎，一般的支護方式難以達到巷道圍巖穩定的要求，斷層成了影響巷道安全掘進的重要因素。本文以柳林煤礦為研究對象，對-340 m大巷過SF-12斷層及-340 m皮帶大巷過HF-23斷層的施工進行了注漿加固技術的應用探討。

1 工程概況

柳林煤礦-340 m大巷采用導硐施工時，提前揭露SF-12斷層，斷層落差20 m，斷層帶寬0.4 m，巖層十分破碎。有少量斷層水，水量2～3 m3/h，并且頂板局部也出現少量淋水，經化驗定為底板砂巖水。幾天后，斷層帶處出現頂板淋水加大，巷道壓力大，變形嚴重，迎頭停止擴刷，開始對斷層帶采取措施進行治理。

2 治理措施及分析

2.1 注漿堵水

為了對斷層附近水進行封堵，對圍巖進行加固，根據現場出水、圍巖及礦目前所掌握的注漿堵水材料情況先后對該地點進行了三個階段的堵水加固工作。

（1）第一階段：利用水泥漿和高水材料對該處進行堵水加固工作。注漿材料先期采用水泥漿封堵較大裂隙，后期采用高水材料封堵小型裂隙。注漿方式為由導硐外施工鉆孔進行超前注漿。本次鉆孔采用長短交錯、平面呈扇形、空間呈半圓錐形布設，施工鉆孔17個，合計鉆探工程量168.1 m，跟管鉆進150.5 m，先期注水泥12 t，后期注高水材料6 t。孔內均下55 mm地質套管。經注高水材料后，導硐內基本不出水。此次注漿后，巷道繼續變形，迎頭巖層繼續外移，上覆巖層的水，水壓上升后，形成二次涌水。

（2）第二階段：利用化學堵水材料——馬麗散進行堵水加固該方案采用5 m注漿錨桿，4根一排，排間距1.5～2 m，由外向里采用步步為營的方式注漿施工。本次共施工注漿孔10個，合計工程量為45.5 m，注馬麗散128桶（3.5 t）。該方案在導硐外堵水效果較好，成功地封堵了該處淋水（執行初期，水已到導硐外第二碹，涌水量2 m3/h）。但進入導硐后，效果變差，已封堵段出現再次涌水，導硐頂板，出現涌水、涌泥砂現象，平均水量2 m3/h。二階段注漿堵水失利。

（3）第三階段：疏、堵結合進行治水。三階段堵水方案主要內容為：先期在導硐外7 m處利用鉆機施工一個疏水孔，提前釋放水壓，再在導硐外2 m處破碹利用鉆機向導硐頂部施工5個注漿孔，分高低兩組，合計工程量為46 m。本次施工由于中部主要疏水孔淤塞，水壓上升，積水從破碹處涌出，形成一自然泄水點，平均泄水量2 m3/h，在破碹處形成一個掉頂區。三階段注漿堵水失利。

2.2 強注水泥漿加固圍巖堵水

根據現場情況，分析其主要原因是由于巷道支護體破壞嚴重，新裂隙不斷產生，圍巖流失嚴重，原注漿體已開始移動和下沉，在巷道上部特別是斷層帶附近形成了一定的空間，且空間范圍不斷擴大，為了進一步封、堵和疏水，為下一步巷道返修施工創造條件，在總結前期工程的基礎上，根據現場情況對斷層帶巷道進行強注水泥漿加固圍巖進行堵水。

根據現場鉆探施工條件，在后部施工兩鉆窩，鉆窩外各施工一循環水倉。在鉆窩內施工鉆孔，首先施工Φ89 mm鉆孔，施工至設計終孔位置后下Φ73 mm地質管，設計注漿孔共施工12個，累計鉆進工程量182.4 m，累計注水泥119.6 t。

2.3 注漿加固圍巖堵水效果分析

（1）現場涌水量注漿前后對比情況

注漿前巷道頂板淋水，出水點主要集中于巷中，水量3 m3/h，由于上部巖層已泥化嚴重，頂板間斷式向下涌矸。注漿后巷道頂板淋水已減少到不足1 m3/h，淋水點已分散，主要集中于巷道左幫前后兩端，其余水量主要從巷道右底角涌出，巷道合計水量不大于2 m3/h。注漿工程堵水有一定的效果。

（2）巷道注漿效果分析

巷道頂板泥巖已嚴重泥化，不能利用鉆探對其進行取芯鑒定注漿效果，各孔均采用高壓注漿，注漿壓力情況見圖1。

圖1 -340 m大巷對SF-12斷層注漿量分布

注漿過程中由于注漿壓力較高，圍巖強度較低，個別孔出現鼓破巷道巖體的情況。但通過在注漿過程中各孔注漿情況，可以反映出注漿效果。

1#～6#孔為左鉆窩工程，1#和4#孔為先期的注漿孔，該兩孔吃漿量較大，其余各孔為后期鉆孔，各孔吃漿量較小，說明左側鉆窩注漿已起到了一定的效果。7#、8#孔為右側鉆窩工程，12#孔為該窩內首個注漿孔，所以吃漿量較大，7#孔為第二個孔，吃漿量略小，其他各孔吃漿量均不同程度的減少。在右鉆窩內注漿，在左鉆窩內有少量滲漿，說明注的水泥漿在巷道上方空間分布范圍較廣。在右鉆窩內施工11#孔注漿，鉆孔終孔在巷道右幫頂板以上，漿液在鉆窩頂板和門子口鋼棚處出漿，也說明上部空間連通性相對較好。

上述情況表明，注漿已起到了一定的效果，水泥漿對上部空間進行了有效的充填，對圍巖起到了一定的加固作用，本次注漿工程對巷道已泥化的圍巖起到了加固的作用，對巷道涌水有一定程度的封堵效果。

3 注漿堵水在-340m皮帶大巷過斷層時的應用

-340 m大巷于2005年8月份過斷層施工結束，支護方式為棚噴澆注，施工中沒有出現任何安全與施工質量問題，過斷層支護成功。根據在-340 m大巷過斷層施工中的總結和經驗，-340 m皮帶大巷在過HF-23斷層時，采用了超前注漿加固的措施，共注水泥16 t。過斷層施工時，采用了棚噴套碹的支護方式。-340 m皮帶大巷于2015年10月份過斷層施工結束，施工中沒有出現任何安全與施工質量問題，過斷層支護成功。

4 結語

通過對柳林煤礦-340 m大巷過SF-12斷層及-340 m皮帶大巷過HF-23斷層的注漿加固技術的應用研究，取得了很好的應用效果，確保了施工安全和一次支護成功。該施工技術方案可降低支護成本，提高經濟效益。這次注漿加固斷層附近破碎帶圍巖和對巷道的加強支護，有如下體會：①掘進巷道過含水、破碎、落差較大的斷層時，首先要對斷層進行注漿加固；②過斷層一次支護方式應選擇棚噴支護，無需進行壓力釋放；③棚噴結束后，應對巷道進行二次套澆或套碹加強支護。