某煤礦210工作面底板注漿加固技術的實踐應用

陳小俊

摘 要：為了確保工作面的安全生產，某煤礦采取底板注漿加固的方法對210工作面底板太原組灰巖進行全層全覆蓋的注漿，將底板太原組灰巖含水層改造為隔水層，從而將底板突水危險性系數降低到安全值以內，實現了工作面安全回采。

關鍵詞：煤礦;工作面底板;含水層;注漿加固

中圖分類號：TD265.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）26-0077-02

1 210工作面概況

210工作面位于112采區西翼，該工作面所采煤層為二疊系下統山西組二2煤層，該煤層為全區主要可采煤層，煤層南高北低，走向129°～167°，傾角5°～11°/9°，厚度0.3～5.2m/3.5m。工作面走向長約800m，傾向長約117m，可采儲量約40萬t，對應地面標高+73.1～+74.7m。煤層上部發育一層厚0.3～4.1m/1.2m的灰黑色炭質泥巖，工作面內無大型斷裂構造發育。

2 210工作面的水文地質情況

2.1 主要含水層

影響該工作面回采的主要含水層有：二2煤層頂板砂巖裂隙含水層、二2煤層底板石炭系太原組灰巖承壓含水層。

2.1.1 二2煤層頂板砂巖裂隙含水層。二2煤層頂板砂巖裂隙含水層為二2煤層頂板直接充水含水層，由砂質泥巖組成，厚6.80～7.80m/7.58m，裂隙不發育。該含水層富水性不均一，局部富水，以滴水、淋水方式影響工作面采掘，一般影響不大[1]。

2.1.2 二2煤層底板太原組灰巖承壓含水層。太原組灰巖一般致密完整，裂隙不發育且常被方解石脈充填，平均厚45.06m，屬富水性中等的巖溶裂隙承壓水。210工作面太原組灰巖共發育6層，其中主要為2層，由上至下分別為L6太原組灰巖承壓水和L4太原組灰巖承壓水。

L6太原組灰巖承壓水：L6灰巖厚9.2～17.3m/12.1m，210工作面對應水壓為0.7～0.9MPa，上距二2煤底14.99～24.95m/21.08m，是威脅210工作面的主要含水層。

L4太原組灰巖承壓水：L4灰巖厚為6.8～11.1m/10.3m，210工作面對應水壓為1.6～1.8MPa，上距二2煤底36.5～64.9m/51.03m，是威脅210工作面的主要含水層。

2.2 主要隔水層

210工作面至L6灰巖隔水層厚度為14.99～24.95m/21.08m，自上而下分別為火成巖、二1煤、砂質泥巖。火成巖多為正長斑巖，厚度為6.5～9.2m/7.6m，f=10.54;二1煤厚0.31～3.11m/1.05m;砂質泥巖厚8.18～12.64m/12.43m，f=2.5。

L6與L4之間為砂巖隔水層，平均厚度為16.7m。

4 注漿工藝

4.1 注漿材料選擇

選用水泥、黃土、海帶、鋸末、水玻璃等作為主要的注漿材料。注漿材料中水泥選用標號為C325的硅酸鹽水泥，黃土取自地面。采用水泥、黃土比為3∶7或4∶6，配比適當的添加劑。注漿比重結合現場實際隨時調整，一般在1.25～1.36t/m3。

4.2 注漿方式的確定

工作面受注層位是L4灰和L6灰，兩層灰巖厚度均不大，注漿改造以最大量進漿、最大擴散半徑、最大限度充填為目的，所以采用分孔序含水層全層連續注漿的方式，直至達到終孔壓力為止。若注漿過程中出現跑漿、串漿等情況時，可采用間歇式注漿方式，間歇時間至少為24h。

注漿開始前，先向鉆孔壓注清水30min，在壓注清水過程中記錄孔口壓力的變化情況，若壓注清水過程中壓力變化不大，說明受注段受注性較強，需要從井上注漿站進行注漿。若壓注清水過程中孔內升壓較快，說明受注段受注性弱，注漿吃漿量不大，可采用井下泥漿泵注漿。

4.3 注漿終止條件的確定

①注漿過程中允許的最大注漿壓力為：L6灰取靜水壓力的1.5～2倍;L4灰取靜水壓力的2～4倍;若L6和L4灰同時注漿，則注漿終壓取靜水壓力的3倍。

②當注漿壓力達到相應的最大注漿壓力，漿液注入流量小于60L/min，穩定20～30mim后，可停止注漿。

5 底板注漿效果檢查

5.1 物探檢查

210工作面完成全部設計注漿加固鉆孔后，共進行了14次瞬變電磁物探，工作面上下順槽各7次，全部覆蓋了210工作面。上順槽的7次瞬變電磁物探都做了∠-20°、∠-40°兩個切片，下順槽的7次瞬變電磁物探都做了∠-10°、∠+30°兩個切片。通過對切片的分析，所有切片電阻率均大于6，表明工作面煤層底板基本上沒有富水異常區，符合工作面底板注漿加固的設計要求。

5.2 鉆探檢查

210工作面每完成一個底板注漿加固鉆場后，均施工了檢查孔，共計施工14個檢查孔，其中，出水量最大為3m3/h且水壓較小。可見，工作面煤層底板富水性較小，符合工作面底板注漿加固的設計要求。

6 結語

通過對210工作面進行瞬變電磁物探驗證及施工檢查孔驗證成果分析可知，210工作面底板注漿加固效果較好。后來經回采期間驗證，工作面未發生突水事故，工作面的最大涌水量也不超過10m3/h。

參考文獻：

[1]史曉波，韓振先.趙固二礦11050工作面底板注漿改造和斷層注漿加固技術[J].河南科技，2015（4）：38-39.