深部开采工作底板注浆加固防治技术的应用

王怀华

摘 要：采矿业是我国经济发展的重点，煤矿的开采深度在不断增加，这样就会很容易发生煤矿透水事故，这样对煤矿生产就有一定的影响。随着煤矿防治事故办法在不断随着煤矿开采深度加大，为防止煤矿水害事故的发生，要求水害防治技术不断提高。文章主要以一煤矿的防止透水事故为例，来说明深部开采工作底板注浆加固防治水技术的应用。

关键词：透水；底板加固；注浆；技术

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0053-01

煤矿的透水事故是一项很难治理的事故，这项事故有很多不利的因素影响事故后期的处理，所以要时刻的预防透水事故。我们这里应用一个某煤矿防止发生透水事故的例子，对深度开采中的煤层构造进行分析，并确定目前能够更好的治理透水事故的方法就是煤层底板注浆加固法，这种方法操作有一定的危险性。

1 采煤考察概述

某煤矿在两个标高之间含有大量地下水的区域进行开采，这样含有地下水的区域周围的岩层的牢靠性就要时刻的注意，在开采期间会发证严重的水害事故。在防止水害的事故中要充分的考虑煤矿的实际情况。包括煤层赋存情况、煤层顶底板情况、地质构造情况、水文地质情况，这四种情况都要进入考察范围。对于煤层赋存情况，这是煤矿要开采前必须要注意的问题，这个内框的赋存情况，见表1。

由表1中我们可以清楚的看到，这个煤矿总储量非常丰富，可采指数为100%。对于这种情况要做好防水害工作，才能够保证更大的经济效益。对于煤层底板情况，煤层底板情况是是否发生透水事故的根源，在开采之前一定要对这个煤层底板主要构造进行研究，这样就能够保证在实施开采发生事故的时候有更好的应对办法。煤层底板情况，见表2。

煤层底板主要分为老顶、直接顶、伪顶、直接底和老底。在进行分析的时候要具体的进行上述底顶是什么样的岩层，厚度有多少，以及各种岩层的主要特点，这些工作是预防透水事故的根本。

对于地质构造情况研究也要作为预防透水事故的一个根本，我们要举例的煤矿的地质岩层构造，见表3。

对于水文地质情况我们研究的也很多，根据钻孔资料及工作面掘进实际揭露资料分析，影响该工作面回采的主要充水因素，这样水害的防止工作就更加明显，在防止工作中要考虑顶底板砂岩裂隙水，主要表现为：工作面顶板、煤壁滴水、淋水。

1.2 透水预防处理办法

为保证安全的进行开采，根据以上考察勘探的资料，要在掘进过程中分别于轨道、胶带顺槽及切眼，第一步，根据一定的测算要用21个顶板，这21个顶板钻孔对顶板K4砂岩相对富水区进行验证及砂岩裂隙水预疏放。验证钻孔多数表现无水，只有在轨道顺槽16号点施工的验证钻孔水量较大，最大涌水量1.8 m3/h，目前涌水量为0.6 m3/h。第二步，施工38个底板地质孔，疏放了4-1号煤底板砂岩裂隙水（钻孔内只有少量出水），同时探明了4-1号与4号煤层间距及4号煤厚度。

对于DX3号陷落柱探测，这是一种三维地震勘探预测，在煤矿矿井工作面内有DX3号陷落柱发育，经相关公司进行探测K1、K2、K3三个钻孔对预测DX3陷落柱进行探测。钻探结果是探测范围内未发现陷落柱构造异常。

对于奥灰水根据上述资料，我们发现煤层底板距奥灰顶界面157 m左右，奥灰水静止水位标高为1 139 m，工作面煤层标高为642.8～717.7 m，低于奥灰静止水位标高496.2～421.3 m左右，属带压开采。经计算，巷道底板突水系数为0.043～0.038 MPa/m，小于《煤矿防治水规定》的突水系数值，属于带压开采安全区；在没有构造导水的情况下，不会造成突水事故。它的最大涌水量为150 m3/h，正常涌水量为80 m3/h。这样就可以进行开采。

2 注浆加固技术设计方案

根据上述材料进行注浆加固防水技术设计，首先要根据上文中叙述的材料进行分析，一般情况下都会根据工作面的标高测算出注浆扩散半径为15～20 m之间。另外在钻孔空管下设立一定的标注，这样设计能够预算够三种情况，第一种入股底部是煤层可以利用钢管进行注浆。这样在经过24 h之后在进行打孔操作。第二种是如果底板是岩石就可以进行压力注浆，这种注浆的过程要给泥浆加4 MPa，这个操作过程中要加大到6 MPa，这种加压的时间不能少于30 min，这样就能够使底部泥浆能够自己加固。

3 施工过程中遇到问题及解决办法

问题一及解决办法，在钻孔的过程中出现了涌水的现象，这种现象的处理方法就是；采用水泥，砂浆把套管固定好，然后进行试水压的过程，在这个过程中要密切关注钻孔内的出水情况，出水量大于40 m3/h时，停钻汇报，专业技术人员现场进行指挥施工；出水量大于80 m3/h时，应立即退出1.5 m钻杆，然后在钻机上固定2 m左右钻杆，启动钻机把钻孔内部剩余的钻杆推入钻孔内，随后立即关上阀门。

问题二及解决办法，对于在灌浆的过程中出现的跑浆情况一般都是由于钻孔的时候空比较浅，但是水压特别大。这样就导致水速度特别大就会出现跑浆的情况，这时要进行不断的清水冲洗，还要保留空口为下次注浆的时候做保证。

问题三及解决办法，对于注浆压力问题，在保证压力不变的情况下及时停止注浆，一般停止的顺序是关闭浆泵-关闭球阀-卸去U型翘，这样就能够保证施工的正常进行。

4 结 语

在进行深部开采底板注浆加固防水技术时，要进行时刻的检测，要做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则。按照地测中心编制的工作面防治水措施进行回采。施工对组必须配备足够的排水设备及管路并要定期检修，防止工作面涌水量增加而造成工作面被淹。回采队组要经常组织工人认真学习防治水知识及熟悉采煤工作面避水灾路线。如果工作面发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水增大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有人员。在工作面初采初放期间，跟班队干及验收员要密切注意工作面涌水量，轨道顺槽排水沟必须畅通，水泵工必须坚持岗位。做到以上这些，就能够保证煤矿开采时不发生透水事故。

参考文献：

[1] 薛宗建，刘晓飞，李梅娟，等.深部开采工作面底板注浆加固防治水技术的应用[J].金属矿山，2012，（2）.

[2] 曹胜根，姚强岭，王福海，等.承压水体上采煤底板突水危险性分析与治理[J].采矿与安全工程报，2010，（2）.

[3] 李书杰，孙志伟，丁公明，等.金龙煤矿14041工作面奥灰水防治技术[J].中州煤炭，2011，（9）.