掘進(jìn)工作面水害原因分析與治理

　　摘要：從分析礦井的水文地質(zhì)條件入手，對(duì)掘進(jìn)工作面掘進(jìn)工作期間底板突水機(jī)理及特點(diǎn)加以闡述，針對(duì)突水原因，采取了底板注漿加固的方法進(jìn)行整體防治，確保了礦井的安全與生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效。
　　關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面 注漿加固 大量出水
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TD745文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)2(a)-0000-00
　　
　　
　　1 礦井水文地質(zhì)
　　其上下鄰近含水地層自上而下有石炭紀(jì)太原組石灰?guī)r含水層K4、K3灰?guī)r含水層和K2灰?guī)r含水層、本溪組薄層灰?guī)r、奧陶紀(jì)峰峰組灰?guī)r區(qū)域等。
　　
　　2 突水情況及首次處理
　　汾西新陽(yáng)煤礦北采膠帶巷掘進(jìn)2009年2月7日至煤倉(cāng)位置，高程約＋630m時(shí)，揭露本溪組灰?guī)r出現(xiàn)涌水。起初水量一直基本穩(wěn)定，約60m3/h。至2009年5月12日，在掘進(jìn)進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，重新揭露本溪組灰?guī)r及其下伏鋁土泥巖，涌水量大幅增加，于2009年5月31日下午達(dá)到最大量320m3/h，持續(xù)約1小時(shí)后水量開(kāi)始下降，于2009年6月3日后基本穩(wěn)定在260m3/h左右。出水后，礦方邀請(qǐng)了有關(guān)專(zhuān)業(yè)單位及專(zhuān)家對(duì)水害進(jìn)行治理，經(jīng)多方案比較實(shí)施，最后在突水區(qū)域堆放了大量沙石，并在北采膠帶巷溜眼西側(cè)施工了擋水墻，注入大量水泥漿、化學(xué)漿液后降水量降至約60m3/h，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量水壓約為0.35MPa，暫時(shí)消除了水患威脅。
　　
　　3 防治措施
　　由于地下水徑流非常復(fù)雜，往往不是單一的某一處的某個(gè)通道，而是眾多的裂隙匯集而成，其中可能有一部位流量較大，是其主要通道。但在主要通道被封堵之后，其它未被封堵的裂隙仍然導(dǎo)水，并且隨著流水的沖刷，還會(huì)形成新的主要導(dǎo)水通道。因此，我們認(rèn)為通道封堵注漿只能用來(lái)減弱突水水源的流量，降低后期治理的壓力，為后期治理提供一些有利的條件。最終治理水患，還是要對(duì)突水點(diǎn)進(jìn)行封堵并進(jìn)行必要的區(qū)域注漿加固，消除隱患從而達(dá)到一勞永逸。綜合考慮地層壓力、水壓、巖性和巖體強(qiáng)度等因素，經(jīng)比較，決定采用注漿堵水與底板加固相結(jié)合的治理方案。
　　3.1 底板注漿有關(guān)參數(shù)的確定
　　3.1.1 注漿加固范圍的確定
　　在沒(méi)有構(gòu)造因素影響下，巷道底板安全隔水層厚度的確定，采用斯列薩列夫公式計(jì)算：
　　
　　式中，ML—能夠阻隔壓力HP的臨界安全厚度，m ；HP—實(shí)際水、氣壓力值，取0.35MPa；L —巷道空間底寬，取3.7m；Kp—巖層抗張強(qiáng)度，取0.1MPa；rR—巖層巖石容重，27KN/m3。計(jì)算得到底板臨界安全厚度為10m。
　　由于此區(qū)域已經(jīng)突水，而且通過(guò)超前高密度電法探測(cè)探查發(fā)現(xiàn)該區(qū)域9煤底板以下有大面積異常（富水）區(qū)，因此我們將安全系數(shù)定為2.5 。因此，需對(duì)北采區(qū)北翼集中軌道巷下深度25m以?xún)?nèi)寬20m，長(zhǎng)80m的地層進(jìn)行探查加固。
　　3.1.2 注漿孔擴(kuò)散半徑的確定
　　根據(jù)汾煤勘探工程處類(lèi)似地區(qū)注漿經(jīng)驗(yàn)表明，在靜水壓1MPa的區(qū)域采用2TGZ-90/140注漿泵進(jìn)行注漿，其鉆孔擴(kuò)散半徑最大可達(dá)5m，最小達(dá)2m，一般3m左右。因此，在無(wú)底板注漿加固鉆孔擴(kuò)散半徑試驗(yàn)值的情況下，采用3m擴(kuò)散半徑進(jìn)行鉆孔設(shè)計(jì)。
　　3.1.3 鉆孔位置
　　注漿孔的擴(kuò)散半徑以3m為宜，所以孔間距為6m，橫向受巷道限制，孔間距約1.3m。為使各孔的漿液擴(kuò)散范圍盡量均勻，各注漿孔均呈不同角度。尤其是突水區(qū)域，由于巷道已被封堵，所以注漿施工工作面十分狹小，所布置的27個(gè)注漿孔幾乎各孔都有不同的外偏角與下偏角。
　　3.2 施工工藝
　　注漿孔施工順序：（1）開(kāi)孔及固管：開(kāi)孔Ф150mm至孔深3.8m(含屏蔽混凝土