煤矿底板,本文结合山东肥城国家庄

工作面在回采期间补打了 3 个 3 放水孔 ,稳定放水量 109 m / h ,同时还采取了强制放 顶等辅助措施。 3. 3 突水经过 8101 工作面于 2002 年 11 月 13 日开始推采。 12 月 19 日推采到 100 m 时 ,循环溜头以下突然揭露3 3工作面发生特大奥灰水突出 , 涌水量 16 540 3 m / h ,淹没了 - 210 m 水平。

由于及时在 - 210 m 水 平至 - 70 m 水平的 4 条暗斜井中 ,48 h 内抢打了 4 道挡水墙 ,保住了 - 70 m 水平 , 矿井未淹 , 但漏水量 3 2 200 m / h ,给注浆堵水工作造成极大的困难。

在此 情况下 ,研究制定了动水注浆堵水方案。 这次工作面突水量之大 、 堵水难度之大 、 堵水时间之短 、 堵水 效果之好 ,在肥城矿区堵水史上属首次。

2 采区水文地质条件一条落差 1. 8 m 的隐伏正断层。 断层走向与工作面 基本平行 ,断层面暴露长度 30 m , 断层处发生底鼓 出水。 出水点标高 - 170 m ,初始水量 45 m / h ,并有 增大趋势 ,工作面停止推采 ,并采取打木垛控制底板 3 及井下注浆堵水等措施。 24 h 后水量增至 406 m / h , 3 至 12 月 27 日 19 时 10 分 ,水量突然增至 1 500 m / h 以上 , 之后水量继续猛增。 于 水 量 大 、 势 猛 , 由 来 3 - 210 m 水平 7 台泵 ( 装机能力 3 420 m / h) 全部开 启 ,未能抵挡住 , 至 12 月 28 日 6 时 - 210 m 水平泵 房进水 ,被迫放弃。 据有关资料推算 ,瞬时水量达到 3 16 540 m / h。

4 突水水源及原因分析 4. 1 水源分析 8101 工作面突水之后 , 奥灰及徐灰长观孔水位3国家庄井田位于肥城煤田西南边缘的向斜翘起 部位 , 三面断层包围 , 基本构造形态为地堑构造。 8100 采区位于井田的南翼 , 四面断层包围 , 水文地 质条件极为复杂。

4. 2 突水原因分析 a. 工作面突然揭露一条与之近平行 , 落差 1. 8 m 的隐伏正断层。 d. 对煤 8 上部的煤 5 、 7 采空区 , 注浆孔穿 煤 过采空区时 ,采用分层下套管的方法 , 层层隔离 , 保 护孔壁。

e. 由于水量大 , 通道条件复杂 , 采用单液 、 双 液和软 、 硬骨料相结合 、 连续注浆和间歇注浆相结合 的综合注浆方法。

6 堵水工程布设与施工方法 6. 1 工程布设工作面周期来压 、 溜头三角区老顶的巨大压力集中 到面前支柱上 ,面前剪切力使底板破坏深度加大 ,断 层活化 ,在矿压与水压的共同作用下 , 徐灰 、 奥灰水 通过断层破碎带突出。 b. 经堵水钻孔证实 , 该工作面处于奥灰强径 流带上 ,堵 4 孔进入奥灰 4. 77 m ,掉钻 0. 5 m ,说明奥 灰顶部岩溶发育 ,富水性极强 ,为突水提供了水源。 c. 工作面为四灰坚硬顶板 ,厚度 5 m ,难以冒 落 ,巨大的老顶压力加之工作面长 、 推采速度慢 , 加 大了矿压对底板破坏深度 ,使有效隔水层厚度为零 , 为突水提供了力源。 5 堵水方案的确定根据 8101 工作面出水的通道和该区的水文地 质条件 , 确定注浆堵水工程分 3 个序次进行。 ( 图 1)6. 2 钻孔结构为尽快堵住出水点 , 控制水患 , 采用地面打钻 , 灌注单液浆 、 双液浆和骨料等手段 , 采取堵源 、 堵塞 通道与采空区盖帽相结合的综合注浆堵水方案。 本 次注浆堵水的难点和特点为 3 a. 突水量 16 540 m / h ,由于挡水墙及砂岩裂 隙等因素 ,动水量 2 200 m / h ,注浆堵水工艺复杂。 b. 此次突水为长约 30 m 的断层带突水 ,底板 破碎 ,突水点易发生移动 ,堵水难度大。

c. 该工作面采空面积大 ,且有 5 个出水通道 , 浆液及骨料难以存留。 对不注骨料的钻孔 , 可根据穿过采空区 的层数来确定钻孔结构 , 但一级套管为 Φ108 mm ,以便注双液浆。 6. 3 堵水工程及效果穿过 3 层采空段和底板破坏段 , 钻孔施工过老空难 度大。 e. 工作面底板五灰含水层进行了注浆改造 , 改变了五灰的含水性 ,地面钻孔进入五灰不漏水 ,很 难找到通道 ,给堵水带来了困难。 针对以上难点和特点 ,注浆堵水采取以下措施 a. 该面出水的面积较大 ,且呈 “带状”钻孔的 , 布置主要集中在断层带上 , 采用 “围点打源” 的方法 布孔 ,分 3 个序次。 ?28 ?煤田地质与勘探 第 32 卷图1 8101 面堵水工程平面布置图1 766. 70 m ,注浆 63 次 , 共注水泥 1 443. 2 t , 水玻璃 528. 93 t ,砂 1 173 m 等。 二序次钻孔结束后 , 出水3点附近的堵 1 孔 、 奥灰观测孔的水位与区域水位基 本一致 ,推算堵水效果达 98 %以上。 第三序次 4 个孔 , 从 2003 年 3 月 23 日开始至 2003 年 5 月 16 日结束 ,主要是巩固已有效果和进一 步扩大堵水效果 , 力争达到 100 %。 4 个孔的总工程 量为 1 177. 84 m ,共注水泥 1 132. 08 t ,水玻璃 15. 51 t , 锯末 100 kg。

2003 年 4 月 4 日 , 集团公司组织有关 专业人员 , 通过对排水量和水位的观测认为 矿井 - 70 m 水平的排水量基本为出水前的矿井正常涌 水量 ,观测孔的水位与区域水位一致 ,说明出水点的 水已全部堵住。

煤矿底板

从 4 月 16 日正式开始试排水 ,一次 成功。 5 月 30 日抢占 - 210 m 水平泵房 , 堵水效果 达到 100 %。 6. 4 注浆技术 根据 8101 工作面水文地质条件和出水通道 ,本 次注浆主要采用注单液 、 双液和骨料结合的综合注 浆堵水方法。