特厚煤層綜放工作面巷道探注漿封堵技術(shù)

特厚煤層綜放工作面巷道探注漿封堵技術(shù)

鶴煤公司第三采區(qū)下部有3105個(gè)視圖，位于南翼31號(hào)采區(qū)底部。工作面長350m，傾斜長140m，煤層傾角16.20。采用長壁撤退法開采頂板煤，并利用前開采法回采頂部。根據(jù)地質(zhì)資料,該工作面將通過385-8地質(zhì)水文觀測(cè)孔(以下簡(jiǎn)稱鉆孔),該鉆孔是原鶴壁礦務(wù)局的地面水文觀測(cè)孔,長期未進(jìn)行觀測(cè),資料顯示沒有封孔。385-8鉆孔孔深691m,穿過C3L8灰?guī)r含水層,385-8鉆孔的二1煤底板標(biāo)高為-418m,比二水平(-290m)的標(biāo)高低128m,因此3105工作面C3L8灰?guī)r含水層水壓為1.25MPa,給3105工作面回采造成水災(zāi)威脅。為確保工作面安全回采,避免突水事故,工作面回采推進(jìn)至距鉆孔20m處停采,決定采取措施提前解決鉆孔涌水問題,以保證工作面生產(chǎn)正常。1注漿及封孔方案方案1:從地面孔口向下注漿封孔。組織人員到地面現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘探后,發(fā)現(xiàn)地面孔口管遭到人為破壞,已無法確定孔口的準(zhǔn)確位置;另外3105工作面上部是3103工作面,現(xiàn)已回采結(jié)束,受采動(dòng)影響,巖層已有了一定的位移,可能造成套管錯(cuò)位或者變形,使地面注漿封孔無法進(jìn)行。即使地面孔口位置保存完好,但孔口距離工作面位置高差太大,使用該方案注漿費(fèi)用及耕地賠償費(fèi)用較高,注漿封孔成功率不高,不經(jīng)濟(jì)。方案2:井下探巷采取措施保護(hù)鉆孔,接管長期引水。在3105工作面探巷發(fā)現(xiàn)385-8鉆孔時(shí),當(dāng)時(shí)的做法是從回風(fēng)巷接管引水,385-8鉆孔水流量為10m3/h。介于此情況,計(jì)劃從采煤工作面保護(hù)好385-8鉆孔,然后接排水管路長期釋放水。但若保護(hù)385-8鉆孔,回風(fēng)巷至排水口從工作面回采到結(jié)束,沿走向200余m范圍內(nèi)均需盤木垛來保護(hù)引水管路,才能保證工作面回采完畢后采空區(qū)正常引水,該方案費(fèi)工、費(fèi)時(shí),材料費(fèi)用高,不經(jīng)濟(jì)。方案3:從井下鉆探,然后注漿封堵。385-8鉆孔的二1煤層落底位置距工作面回風(fēng)巷16m,但考慮到在31采區(qū)下區(qū)段布置該鉆孔時(shí)水對(duì)工作面的正?；夭捎绊懖淮?故從3105工作面回風(fēng)巷向運(yùn)輸巷方向進(jìn)行巷探,既節(jié)省時(shí)間又節(jié)約材料,安全系數(shù)高。通過對(duì)3套方案綜合比較,認(rèn)為方案3無論是從經(jīng)濟(jì)上,還是工作量上都要優(yōu)于方案1和方案2,方案3對(duì)采區(qū)下區(qū)段布置及3105工作面后期的回采工作沒有影響。因此,經(jīng)研究決定采取井下巷探然后注漿封堵的方法,使工作面回采通過385-8鉆孔。2施工方法2.1探巷木棚加固(1)探巷從3105工作面上安全出口沿走向20m的位置開始掘進(jìn),在開口位置提前將巷道進(jìn)行加固,打明暗抬棚。(2)探巷設(shè)計(jì)為矩形巷道,開口位置距385-8鉆孔45m(沿傾斜方向),探巷采用木棚配合菱形網(wǎng)支護(hù),梁長2.4m,柱腿長2m,扎角75°,沿-16°下山掘進(jìn)。(3)掘進(jìn)探巷過程中要嚴(yán)格執(zhí)行“少裝藥、放小炮”的原則,確保頂煤完整。2.2固定套管注漿和復(fù)鉆復(fù)注(1)掘進(jìn)到距385-8鉆孔剩余18m的位置后,在掘進(jìn)面正前方用C30混凝土澆筑一道厚2m止?jié){墻(2)使用ZYG-150型鉆機(jī),配合?40mm鉆桿、?137mm鉆頭按設(shè)計(jì)位置方向打孔,孔深7.5m(比注漿套管短0.5m)。鉆孔布置:在巷道斷面上、左、右位置布置3個(gè)探水注漿孔,方向朝著鉆孔方向;在巷道斷面正中布置1個(gè)檢驗(yàn)孔,方向朝著鉆孔方向。(3)在所有的探水注漿孔內(nèi)安設(shè)?108mm注漿套管(8m長,末端焊接?108mm法蘭),并使用ZBSB-52-8型注漿泵向套管內(nèi)注雙液漿固定套管。(4)使用ZYG-150型鉆機(jī),配合?40mm鉆桿、?90mm鉆頭在注漿套管內(nèi)鉆進(jìn),深度超過注漿套管長度;使用ZBSB-52-8型注漿泵注漿,以先單液漿后雙液漿的原則注漿加固正前方的煤體和止?jié){墻與煤體間的孔隙。(5)使用ZYG-150型鉆機(jī),配合?40mm鉆桿、?90mm鉆頭在注漿套管內(nèi)鉆進(jìn),深度超過注漿套管長度;然后使用ZBSB-52-8型注漿泵向止?jié){套管內(nèi)注水做止?jié){墻和注漿套管的耐壓試驗(yàn),維持壓力4.0MPa至少10min。(6)安設(shè)?108mm閥門,使用ZYG-150型鉆機(jī)配?40mm鉆桿、?90mm鉆頭在鉆孔內(nèi)鉆進(jìn),出水后停止鉆進(jìn),提出鉆桿鉆頭,關(guān)閉閥門。(7)在探水注漿孔內(nèi)以單液漿為主、雙液封孔的原則進(jìn)行注漿。注漿參數(shù):單液漿的水灰比2∶1,水泥選用42.5級(jí)普通硅酸鹽;雙液漿的配比C∶S(體積比)1∶0.4,水泥選用42.5級(jí)普通硅酸鹽,水玻璃模數(shù)2.6～2.8。單液漿注漿結(jié)束時(shí),維持壓力2.0MPa至少10min,然后注雙液漿封孔。(8)所有的注漿孔注漿完畢,停2個(gè)小班后,在檢驗(yàn)孔內(nèi)使用ZYG-150型鉆機(jī),配?40mm鉆桿、?90mm鉆頭在鉆孔內(nèi)鉆進(jìn),用來檢查注漿堵水的效果。如果仍有出水,需要繼續(xù)在探水注漿孔內(nèi)進(jìn)行復(fù)鉆復(fù)注作業(yè);如果沒有出水或出水量不超過0.1m3/h,直接注雙液漿封孔。(9)注漿收尾工作。漿液凝固2d后,開始拆除止?jié){墻,破除注漿套管。3工作面無定期作業(yè)(1)385-8鉆孔暴露之前,工作面生產(chǎn)前,應(yīng)結(jié)合實(shí)際在圖上確定鉆孔的準(zhǔn)確位置,以便打眼工能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆孔。(2)在工作面確定385-8鉆孔位置后,在該鉆孔上下5m范圍內(nèi)采煤作業(yè)不得裝藥爆破,防止頂煤流失造成空頂。(3)當(dāng)385-8鉆孔套管在工作面暴露后,應(yīng)人工將套管鋸掉,以便推移輸送機(jī)。在鋸套管之前,必須先將工作面頂板維護(hù)好再進(jìn)行作業(yè)。(4)工作面采煤距385-8鉆孔5m時(shí),下部10m采煤打眼要密切注意煤墻情況,若發(fā)現(xiàn)煤壁掛紅掛汗、煤壁潮濕等透水征兆時(shí),必須立即停止工作面作業(yè)。(5)過385-8鉆孔期間,跟班干部要切實(shí)負(fù)起責(zé)任,現(xiàn)場(chǎng)指揮,準(zhǔn)確掌握工作面施工進(jìn)度,發(fā)現(xiàn)不安全隱患立即停止作業(yè),并采取措施處理。4提高了生產(chǎn)效率由于封孔及時(shí),3105工作面回采到385-8