平禹一矿“10.19”特大突水淹井灾害治理方案研究

二是先盖帽封堵突水点，再扩大注浆范围和加固底板，巩固封堵效果的注浆方案。该方案主要体现“集中力量、中心突破、全面开花，向纵深发展达到根治”的战术思路。

通过认真分析讨论，第二方案优于第一方案，其理由是：

（1）堵源截流，即从源头上堵住补给矿井水的来源，截断补给突水点的水源，固然有利于平禹一矿今后二1煤的安全开采和当前降低封堵突水点的难度。但在寒灰水从水源进入矿井的具体途径尚不清楚的情况下，既会增加探查的工作量，也会增加钻探的工程量，还可能造成注浆液的无效扩散，增加治水成本。更重要的是要贻误治水工期，这在当时的形势下是不可能允许的。

（2）先封堵突水点，后扩大注浆范围和加固底板虽也有困难，但突水点的位置清楚、注浆孔容易命中目标，不需要进行太多的勘查；建造止浆垫的技术早已成熟，在巷道中通过地面钻孔投骨料给突水点盖帽形成止水垫无大困难；所需钻孔数量较少，工程费用低；由于注浆孔布置相对集中，注浆时的浆液扩散范围相对较小，无效扩散的浆液流失量也少。

更重要的是由于无需进行大量的勘查工作和钻探工程量少，因而治水工期短有利于早日复矿和便于安排人员分流。尽管该方案对钻探和注浆技术要求较高，但毕竟是技术层次上的问题，且有一定的经验可以参照。因而相对容易解决，故最后选用了先盖帽封堵突水点后扩大注浆范围和加固底板的方案。

1.2 先堵突水点后扩大加固方案概要

1.2.1 治水方针

淹井后矿井每天少出煤炭近3000t，而且在淹井和治理复矿期间千余井下职工需要向其他矿分流。可见多淹井一天所造成的经济损失和社会影响都是十分巨大的。因此应该集中力量不惜一切代价，力争尽早完成封堵突水和早日排水复矿，最大限度地减少突水淹井造成的损失。

1.2.2 注浆堵水的基本思路和钻孔布置

本次堵水的基本思路是，“先封堵突水点，后扩大注浆范围和加固底板”。

一期工程，先在地面向东大巷突水段施工3个透巷孔，封堵40～50m，以便正式注浆前在巷道中形成止水帽（起类似井筒工作面注浆时的止水垫作用），并附带查明突水地段的地质情况。

二期工程，有针对性地布置两个以注浆为主的钻孔。

一、二期工程注浆孔的功能既有相同之处，又有不同之处。相同之处是一、二期工程布置的钻孔都起注浆作用；不同之处是一期工程的钻孔巷道以上部分主要是以投骨料和建造止水帽的功能为主，过巷道后改造为注浆孔，起封堵突水点的作用，二期工程以发挥注浆功能为主。

一、二期工程的施工日程并非截然分开。为缩短工期、实现尽快复矿的治水目标，二期工程要求在一期工程施工至一定阶段后并行操作。

一、二期工程竣工并达到相关技术要求后，即可开始试排水和复矿排水。与此同时布置两个检查加固孔，在检查注浆效果的同时进一步对巷道底板进行加固和补疑。预期全部工程完成后大体可形成沿东大巷长约700m、宽约500m的浆液扩散范围和结石体，达到彻底治理东大巷“10.19”水害的目的。

全部堵水工程以东大巷突水点为主，沿东大巷，兼顾上、下设计了5个注浆孔，钻孔布置见图2-1，各钻孔设计深度、层位及功能见表2-1。

表2-1堵水钻工设计一览表

Table 2-1 List ofdrilling design for stopping water

说明：检查加固孔视一、二期工程情况另行布置和设计

图2-1东大巷注浆堵水工程平面布置

Fig. 2-1 Floor planof grouting works for stopping water at east main roadway

1.3 钻探工程

1.3.1 钻探设备选择

由于本次巷道注浆施工难度大、要求高，巷道以上需要准确透巷，又要求口径较大，便于投注骨料，而且有可能穿越采空区，同时又由于钻探施工具有抢险性质，要求钻探速度快，能早日实现准确透巷、投注骨料、形成止浆帽，实现巷道截流的目的。再则，巷道以下钻孔又需要又好又快的实现注浆封堵突水通道和加固底板的目的。在调查研究的基础上决定巷道以上的大口径段采用世界先进的美国SCHRAMN公司产TW685WS型全液压钻机，巷道以下小口径部分采用国产TXB－1000型钻机施工。

1.3.2 钻探工程量

一、二期工程共布置透巷孔兼注浆孔3个、专门注浆孔2个，共5孔2150m，详见表2-1。检查加固孔视一、二期工程施工情况另行布置和设计。论文检测。

1.3.3 钻孔结构

Φ311开孔至170m，下Φ244.5套管并封固，170～335mΦ194孔径下Φ139.7通天套管，封固并达到3.0MPa以上耐压要求后再向下施工。335～430m（终孔）段Φ115裸孔。

1.3.4 钻探工艺

注1、注2、注3孔的透巷段由TW685WS钻机施工，在透巷前有可能碰到采空区，由于TW685WS钻机的先进性，采取相应的技术措施可顺利通过。Φ139.7套管一定要下到L7灰岩内，并固井。要求固井后透孔到底见灰岩后进行静水压力试验，要求静水压力3.0MPa保持20min后移交给注浆单位钻机，按设计技术要求施工下段。

1.3.5 技术要求

严格按钻探规程施工，透巷孔必须透准，落点误差应≤1.0m；注浆孔质量等级按特级孔要求执行，孔斜率控制在0.5%以内，其它均应符合特级孔要求。

1.4 注浆工程

1.4.1 注骨料工艺

采用射流混合孔口密闭防喷系统。骨料经上料系统与射流器混合形成水骨混合体，在负压作用下进入受体，其工艺流程如下：

1.4.2 注浆工艺

本次注浆工艺采用下行法间歇或连续注浆工艺，其工艺流程如下：

预计对钻孔进行压水试验15次，确定注浆工艺参数。采用下行法注浆，注浆段见漏就注，边钻边注直至终孔。注浆材料以速凝早强浆液为主。

1.4.3 注浆材料

根据突水量及导水通道情况，预计本次注浆工程需注水泥8000t，骨料（大砂、米石及砂子）4000m3，添加剂（三乙醇胺、食盐）44t。

1.4.4 钻场布设和注浆站设计

由于本次堵水大直径钻探施工采用美国SCHRAMM公司产的T685WS型钻机，其作业场地要求单孔在20×18m2以上，为考虑并行操作，单孔之间的距离在设计时已给与充分考虑，各钻孔之间、钻孔与注浆站和料场之间都有场间道路相通。为了运料、卸料方便，场地主通道建成矿渣环形路，使各项工作不因场地道路相互干扰而影响施工。

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