井下高压注浆钻孔突水治理技术.pdfVIP

2012年第 11期 中州煤炭 第203期 井下高压注浆钻孔突水治理技术 程龙艺 ，胡荣杰 ，袁中帮 ，毛基腾 ，万华凯 (1．安徽恒源煤 电股份有限公司 刘桥一矿 ，安徽 淮北 235162； 2．中国岩石力学与工程学会 软岩工程与深部灾害控制分会 ，北京 100080) 摘要 ：皖北煤 电集 团刘桥一矿开采的6煤层受下伏太原组灰岩水严重威胁，工作面 回采前需采取底板注浆改 造措施 ，但施工注浆钻孔过程 中常因构造发育带的影响，造成巷道底鼓变形、遭受破坏 ，沿钻孔周 围发生底板 灰岩水突水。对突水原 因进行 了分析，提 出针对性治理方案，并从钻孔布置 、注浆和钻探施工等方面提 出了 类似钻孔事故的预防措施。 关键词 ：高压注浆钻孔 ；突水 ；浅孔注浆 ；加 固底板 中图分类号 ：TD745．2 文献标志码 ：B 文章编号 ：1003—0506(2012)l1—0062—02 皖北煤电集团刘桥一矿开采 的6煤层受下伏太 SO4一CaMg。 原组灰岩水严重威胁 ，6煤底板太灰含水层含水丰 2 高压注浆钻孔突水情况及原因分析 富，补给条件好 ，水压高 ，工作面最大突水系数超过 《煤矿防治水规定》底板构造破坏带区域突水系数 2．1 突水情况 临界值 (0．06MPa／m)，且超过淮北矿区工作面底板 矿井 自投产 以来 ，Ⅱ623、Ⅱ626工作面在 回采 太灰突水经验系数 (0．07MPa／m)(不完整底板)。 过程 中先后出现了4次突水 ，水质类 型为太原组灰 依据该矿 6煤工作面底板高承压灰岩水防治经验 ， 岩水 ，涌水量最大达 到 357m ／h。2011年 4月 10 工作面 回采前需采取底板注浆改造措施 ，降低工作 日，Ⅱ664工作面运输巷 Z4—9孑L在注浆过程 中发生 面回采时太灰水突水系数，保障安全生产。但施工 套管破裂及断层破碎带附近裂隙出水 ，同时运输巷 注浆钻孑L过程中，常因构造发育带 的影响 ，造成巷道 Z4钻场 、前后 10m段巷道底板 出现底鼓 ，底鼓量最 底鼓变形破坏 ，沿钻孔周 围的底板灰岩水突水。为 大达300mm，最大水量达 100m ／h。为防止出水量 此，刘桥一矿在对高压注浆钻孑L突水原 因进行分析 继续增大破坏底板 ，决定打开 z3—9孑L放水 以减少出 的基础上 ，提出了针对性治理方案 ¨。 水点出水量和突水压力，钻孔打开后 ，底板 出水量逐 渐减少至 20m ／h。 l 矿井灰岩含水层水文地质特征 Z3—9井孔位于 Ⅱ664运输巷 z3钻场 内，其设计 据钻孑L揭露 ，太 原组地层 总厚 137．25m，由灰 方位 N135。，倾角 一75。，设计孔深69m，终孑L层位为 岩 、泥岩 、粉砂岩及薄煤层组成 ，以灰岩为主 ，有 l2 太原组三灰，为 Ⅱ664工作面底板注浆改造钻孔。 层石灰岩 ，厚 58．56m，占全组总厚度 的42．7％，其 该孔于 2011年 4月 1日开始施工 ，钻孔下 2路套 中第三、四、八、十 、十二层灰岩厚度较大 ，其余均为 管，其中一路下 (2j108mm套管 3m(过煤层 3m)， 薄层灰岩。通常视一 ～四层灰岩为一个含水层组 ； 另一路下 91mm套管 25m，至 2011年 4月 10 日 一 二层灰岩厚度不大 ，难以构成大的地下水储导体 终孔。终孔孔径 73mm，孔深 70m，终孔 出水 30 、 系 ，利于分层疏降；三 、四层灰岩为中厚层灰岩 ，溶隙 m ／h(三灰)，水压 3．8MPa，经综合分析为太原