水災(zāi)防治(第11章)

礦井水災(zāi)防治第十一章

煤層底板注漿加固技術(shù)第一節(jié)概述華北及華東地區(qū)二疊紀(jì)下統(tǒng)山西組的二1煤普遍發(fā)育，煤層賦存穩(wěn)定，厚度大，儲(chǔ)量豐富，煤質(zhì)好，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，開采條件好，是許多礦區(qū)的主要開采煤層之一。太原組上段L7~8灰?guī)r，下段L1~4灰?guī)r。L7~8灰?guī)r水是開采二1煤的直接充水水源，巖溶裂隙發(fā)育，含水豐富，如果沒有其他水源補(bǔ)充，L7~8灰?guī)r突水量一般在300m3/h左右。L1~4灰?guī)r中間夾有一1、一2、一3、一4四個(gè)薄煤層，煤層和灰?guī)r頂板直接接觸。幾層灰?guī)r厚度相對(duì)較大，巖溶裂隙發(fā)育，含水豐富，是開采二1煤的第一間接充水水源。如果與L7~8灰?guī)r之間有水力聯(lián)系，可以直接補(bǔ)充L7~8水，突水量一般在500~1000m3/h之間。奧陶系灰?guī)r厚度大，溶隙、溶槽、溶洞發(fā)育，富水性強(qiáng)，是開采二1煤的第二間接充水水源。一旦遇到斷裂構(gòu)造，與L1~4灰?guī)r、L7~8灰?guī)r及二1煤層之間發(fā)生水力聯(lián)系，突水量可高達(dá)1000~10000m3/h。由于灰?guī)r水的補(bǔ)給屬側(cè)向補(bǔ)給，補(bǔ)給范圍很廣，所以二1煤底板水屬于動(dòng)儲(chǔ)量，一旦發(fā)生突水，水量大、水壓高，難以疏排，輕者給煤礦造成經(jīng)濟(jì)損失，重者造成重大的人身傷亡事故。寒武系灰?guī)r的含水性相對(duì)較弱，以溶洞水為主。華北部分地區(qū)缺失奧陶系地層，寒武系白云質(zhì)灰?guī)r直接與本溪群、太原群地層呈不整合接觸，開采過程中偶爾發(fā)生溶洞突水，突水量最高達(dá)30000m3/h。二1煤下部地層有幾個(gè)含水性很強(qiáng)的灰?guī)r巖溶含水層：太原組薄層灰?guī)r含水層奧陶系灰?guī)r含水層寒武系灰?guī)r含水層在二1煤層與幾個(gè)含水層之間有幾個(gè)良好的隔水層，發(fā)揮了很好的隔水作用。１）二1煤底板至太原組灰?guī)r之間的海相泥巖和砂質(zhì)泥巖隔水層巖性致密均勻，隔水性能好，華北和華東地區(qū)普遍發(fā)育。海相泥巖的厚度和致密程度決定其隔水性能，河南鄭州礦區(qū)海相泥巖厚度為8~12m，焦作礦區(qū)20~23m，鶴壁礦區(qū)30~40m，永城礦區(qū)50m，海相泥巖越厚，隔水性能越好。３）本溪組地層主要是鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾有煤線和黃鐵礦、赤鐵礦薄層，如果本溪組地層較厚，可有效阻隔奧陶系與L1~4灰?guī)r之間的水力聯(lián)系。２）太原組中段的砂質(zhì)泥巖隔水層它起到了阻隔L1~4灰?guī)r與L7~8灰?guī)r之間水力聯(lián)系的作用。人們希望三個(gè)良好的隔水層能有效地阻隔二1煤底板突水，但這僅是個(gè)美好的愿望，在煤礦生產(chǎn)建設(shè)過程中，二1煤底板突水事故不斷發(fā)生。尤其是回采工作面底板突水及工作面后方采空區(qū)底板滯后突水，水量大、水壓高，輕者淹沒工作面，重者淹沒整個(gè)采區(qū)，給礦井安全生產(chǎn)帶來很大影響。近年來，回采工作面底板突水事故呈上升趨勢(shì)，究其原因有以下幾點(diǎn)：①二1煤底板海相泥巖地層太薄，不足于抵抗底板突水壓力。②回采工作面前后方煤層底板受礦山壓力擾動(dòng)，破壞了底板隔水層的完整性，降低其強(qiáng)度，弱化其隔水性能。③煤層底板巖層中存在有裂隙、溶隙、斷層、陷落柱等，溝通了含水層與二1煤層之間的水力聯(lián)系。④開采深度越來越大，承擔(dān)的水壓越來越高，突水的概率增高，突水量也相對(duì)增大。⑤采煤方法不正確，巷道布置不合理，回采工藝不對(duì)路，不利于底板水的防治。⑥水文地質(zhì)工作不到位，防治水措施不得力，沒有認(rèn)真貫徹執(zhí)行“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水方針。⑦防治水安全投入不夠，礦井排水能力不足，防治水工程不完善。2001年肥城礦區(qū)首先提出對(duì)二1煤底板進(jìn)行注漿加固的方案：在回采工作面上、下順槽及開切眼準(zhǔn)備出來之后，先用直流電法儀或瞬變電磁儀對(duì)回采工作面圈定范圍內(nèi)煤層底板含水層進(jìn)行超前探測(cè)，找出可能發(fā)生突水的局部區(qū)域（低阻區(qū)）在上、下順槽向低阻區(qū)上方海相泥巖打鉆在地面建立注漿站，通過輸漿管路與鉆孔孔口管上的高壓閘閥連接，注漿加固海相泥巖，充填其涌水通道，防止開采期間回采工作面及其后方采空區(qū)底板突水。近幾年來，焦作礦區(qū)、永城礦區(qū)、鄭州礦區(qū)也相繼采用了這一技術(shù)，并取得了成功，這一技術(shù)有著廣泛的推廣應(yīng)用前景。第二節(jié)

注漿加固層位的確定①巖層厚度應(yīng)大于由于礦山壓力向底板中傳播所形成的破碎帶厚度。②加固地層可注性強(qiáng)，漿液可在地層中大面積擴(kuò)散，在高壓注漿條件下不跑漿，漿液利用率高。③加固以后可有效改變底板巖層的物理力學(xué)性質(zhì)，提高其強(qiáng)度和隔水性能，有效防止底板突水。④在井下布置鉆場(chǎng)方便，輔助工程量小，注漿鉆孔鉆進(jìn)工程量小。為了保證注漿加固煤層底板的防治水效果，必須首先確定加固哪一個(gè)層位。如果加固層位距離煤層太近，在注漿過程中可能會(huì)出現(xiàn)大量跑漿，浪費(fèi)注漿材料，達(dá)不到加固目的；加固層位距離煤層太遠(yuǎn)，鉆孔工程量大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理；加固層位太薄，加固后其強(qiáng)度仍然不足以抵抗水的壓力；加固層位太厚，可能會(huì)消耗更多的注漿材料，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，影響回采進(jìn)度。合理的加固層位應(yīng)該是：一、回采引起底板巖層形成破碎帶厚度的確定（一）理論計(jì)算法（二）巷道觀測(cè)（三）鉆孔透視法（四）鉆孔電視法二、注漿加固底板層位的確定二1煤底板海相泥巖底與太原組地層呈整合接觸，是注漿加固煤層底板的首選層位。選擇這一層位需要考慮以下幾個(gè)方面的因素：1.二1煤底板海相泥巖的厚度通過計(jì)算和礦壓觀測(cè)，支承壓力對(duì)底板的強(qiáng)烈擾動(dòng)深度為20~30m。因此，海相泥巖厚度大于30m才能選擇加固這一層位，否則即使海相泥巖得到了加固，也不能實(shí)現(xiàn)阻止底板突水的效果。2.加固區(qū)域是否有采空區(qū)注漿加固煤層底板施工時(shí)注漿站是在地面設(shè)置，由于注漿站與受注地點(diǎn)高差比較大，漿柱壓力很高，一般屬高壓注漿。如果加固區(qū)域有采空區(qū)，漿液就有可能向采空區(qū)擴(kuò)散。盡管消耗了大量的注漿材料，仍然達(dá)不到注漿加固的預(yù)期效果。3.采空區(qū)與注漿加固區(qū)域的相對(duì)位置如果采空區(qū)與注漿加固區(qū)域距離較遠(yuǎn)，可以不考慮采空區(qū)的影響。（一）加固二1煤底板海相泥巖（二）加固太原組上段薄層灰?guī)r如果二1煤底板泥巖的厚度太薄，應(yīng)選擇加固太原組上段薄層灰?guī)r。與加固泥巖底板相比，有其明顯的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①直接充填薄層灰?guī)r巖溶裂隙，從根本上治理薄層灰?guī)r突水。②可以將太原組上段薄層灰?guī)r由含水層變?yōu)楦羲畬樱黾恿硕?太原組上段薄層灰?guī)r煤底板隔水層的厚度，增強(qiáng)抵抗L1~4灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r突水的能力。③巖溶裂隙發(fā)育，可注性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)預(yù)期的注漿加固效果。④灰?guī)r強(qiáng)度較大，能夠承受較高的注漿壓力，注漿過程中失漿量少，不易發(fā)生底鼓現(xiàn)象。（三）加固太原組中段隔水層選擇注漿加固太原組中段隔水層的主要是鄭州礦區(qū)。該礦區(qū)二1煤泥巖底板厚度僅有8~12m，太原組上段L7~8灰?guī)r厚度8~10m。如果加固L7~8灰?guī)r，由于距離煤層太近，注漿壓力又比較大，注漿過程中跑漿現(xiàn)象嚴(yán)重，局部出現(xiàn)底鼓，達(dá)不到預(yù)期的加固效果。將鉆孔打到L5~6灰?guī)r，增加止?jié){層厚度和強(qiáng)度，可有效控制跑漿，提高漿液利用率。第三節(jié)

底板注漿加固方案的確定一、注漿加固時(shí)機(jī)與順序的選擇選擇加固底板的時(shí)機(jī)必須貫徹“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則，注漿加固底板的時(shí)機(jī)應(yīng)選擇在回采工作面上、下順槽和開切眼掘進(jìn)完成之后進(jìn)行。先用直流電法或瞬變電磁法對(duì)煤層底板進(jìn)行一次全面的水文地質(zhì)物理探測(cè)，圈定回采工作面推進(jìn)范圍內(nèi)的低阻區(qū)，然后根據(jù)低阻區(qū)的分布進(jìn)行注漿加固方案設(shè)計(jì)。二、煤層底板水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤層底板水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的目的：查明推進(jìn)范圍內(nèi)煤層底板的水文地質(zhì)情況，找出發(fā)生底板突水的可疑區(qū)，然后針對(duì)可疑區(qū)采取有效措施。由于水是良好的導(dǎo)電體，電阻率很低，多數(shù)巖石是半導(dǎo)體，電阻率很高，所以目前采用最多的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法是直流電法和瞬變電磁法。（一）采用直流電法儀進(jìn)行煤層底板水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)直流電法儀運(yùn)用直流電法儀采用三極交匯法進(jìn)行掘進(jìn)工作面超前水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，同樣也可以運(yùn)用直流電法儀，采用四極對(duì)稱法進(jìn)行回采工作面超前水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。采用四極對(duì)稱法可以探測(cè)煤層底板60~100m范圍內(nèi)的水文地質(zhì)情況，這一深度對(duì)華北多數(shù)礦區(qū)來說，均可以了解到L7~8灰?guī)r的富水情況，有些地區(qū)二1煤底板泥巖較薄，可以探測(cè)到L1~4灰?guī)r甚至于奧陶系灰?guī)r的富水情況。四極對(duì)稱法：圖11-1某礦28031（B）工作面煤層底板36m以深直流電法探測(cè)結(jié)果平面圖（二）采用瞬變電磁儀進(jìn)行煤層底板水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)1.瞬變電磁儀工作原理瞬變電磁法：利用不接地回線向地下發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間利用線圈或接地電極觀測(cè)地下介質(zhì)中引起的二次渦流場(chǎng)，從而探測(cè)介質(zhì)電阻率。探測(cè)原理：當(dāng)發(fā)射回線中電流突然斷開后，地下介質(zhì)激勵(lì)起感應(yīng)渦流場(chǎng)以維持在斷開電流以前存在的磁場(chǎng)，此二次渦流場(chǎng)呈多個(gè)層殼的“環(huán)帶”型，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)在發(fā)射回線附近介質(zhì)逐步向下及向外擴(kuò)展，不同時(shí)間到達(dá)不同深度和范圍。二次渦流場(chǎng)極大值沿著與發(fā)射回線平面成30°傾角的錐形斜面向下、向外傳播，感應(yīng)渦流場(chǎng)在探測(cè)面引起的磁場(chǎng)為整個(gè)“環(huán)帶”各個(gè)渦流層的總效應(yīng)，此效應(yīng)可以簡(jiǎn)單的用不同時(shí)間逐步向外及向下擴(kuò)散和電流環(huán)（稱之為“煙圈”）相等效，“煙圈”沿47°傾斜錐面擴(kuò)展。二次渦流場(chǎng)的表現(xiàn)與地下介質(zhì)的電性有關(guān)，所以通過觀測(cè)二次渦流場(chǎng)就可以了解地下介質(zhì)的電阻率分布情況。圖11-2瞬變電磁半空間探測(cè)原理示意圖接收線圈發(fā)射圈觀測(cè)面T1T2T3高校采用TEM47HP型瞬變電磁井下探水系統(tǒng)，并獲得了成功應(yīng)用。TEM47HP是加拿大Geonics公司專門生產(chǎn)的井下探水瞬變電磁系統(tǒng)，也叫PROTEM47HP。其組成包括：圖11-3TEM47HP井下探水系統(tǒng)的組成TEM47HP發(fā)射機(jī)高頻接收線圈接收機(jī)可調(diào)節(jié)角度的井下多匝發(fā)射線圈同步電纜①PROTEM數(shù)字接收機(jī)②TEM47HP發(fā)射機(jī)③高頻接收線圈④可調(diào)節(jié)角度的井下多匝發(fā)射線圈⑤TEMB全空間正、反演軟件設(shè)備的工作原理:根據(jù)探測(cè)目標(biāo)將井下多匝發(fā)射線圈安置在合適的位置上，將高頻接收線圈安置在距發(fā)射線圈5～10m的位置上，TEM47HP發(fā)射機(jī)向多匝發(fā)射線圈發(fā)送脈沖電流（頻率可選）產(chǎn)生一次場(chǎng)。該一次場(chǎng)向探測(cè)目標(biāo)體擴(kuò)散，當(dāng)遇到探測(cè)目標(biāo)體時(shí)則產(chǎn)生二次場(chǎng)，即瞬變電磁場(chǎng)。該瞬變電磁場(chǎng)在高頻接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓并由PROTEM數(shù)字接收機(jī)接收和進(jìn)行初步處理。

TEMB全空間正、反演軟件是對(duì)數(shù)字接收機(jī)接收到的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理和反演解釋，并給出探測(cè)目標(biāo)體的位置、形狀和電阻率等參數(shù)。（1）TEM47HP井下探水系統(tǒng)的組成（2）井下瞬變電磁法的裝置結(jié)構(gòu)①重疊回線裝置②中心裝置③共面偶極裝置④共軸偶極裝置圖11-4剖面探測(cè)裝置方式TxRx③共面偶極裝置TxRx④共軸線偶極裝置TxRx②中心裝置左側(cè)幫探測(cè)方向>5m巷道掘進(jìn)頭右側(cè)幫Tx發(fā)射線圈Rx接收線圈圖11-5巷道掘進(jìn)頭TEM超前探測(cè)裝置方式右側(cè)幫左側(cè)幫θ2θ1正前方β1β2圖11-6巷道掘進(jìn)頭超前探測(cè)方式與探測(cè)范圍θi－探測(cè)方向?yàn)榍胺狡螃萯角度；βi－探測(cè)方向?yàn)榍胺狡姚耰角度（3）技術(shù)指標(biāo)2.巷道掘進(jìn)頭超前探測(cè)應(yīng)用實(shí)例圖11-7第一次初探結(jié)果圖11-8第二次初探結(jié)果圖11-9第三次初探結(jié)果圖11-10第四次初探結(jié)果圖11-11第五次初探結(jié)果（1）對(duì)巷道掘進(jìn)頭的超前探測(cè)（2）在巷道內(nèi)探測(cè)采區(qū)煤層底板儲(chǔ)水構(gòu)造圖11-12傾向探測(cè)導(dǎo)水?dāng)鄬訄D11-13圈定工作面回采時(shí)易突水地段圖11-14圈定放水（疏水降壓）孔位置圖11-15煤層底板含水層注漿改造前、后效果對(duì)比（3）探測(cè)巷道下方儲(chǔ)水構(gòu)造圖11-16偶極方式圖11-17偶極方式圖11-18儲(chǔ)水構(gòu)造成像三、注漿加固方案注漿系統(tǒng)注漿方式注漿材料注漿參數(shù)注漿順序注漿技術(shù)措施等。工作面概況工作面底板巖層水文地質(zhì)分析鉆場(chǎng)布置鉆孔結(jié)構(gòu)鉆孔施工順序鉆孔施工技術(shù)要求回采工作面底板注漿加固方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：（一）工作面概況說明：回采工作面位置、技術(shù)參數(shù)煤層賦存特征底板巖性采煤方法煤層底板標(biāo)高地面標(biāo)高及相關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)等情況。（二）工作面底板巖層水文地質(zhì)分析①說明煤層底板直接充水含水層、間接充水含水層的巖性、強(qiáng)度、厚度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、含水性、導(dǎo)水性、水頭高度、水壓、補(bǔ)給水源、補(bǔ)給與季節(jié)的關(guān)系及其與煤層之間的相對(duì)位置。②說明煤層底板直接隔水層、間接隔水層的巖性、厚度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、強(qiáng)度、隔水性能及與煤層之間的相對(duì)位置。③說明回采范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造，分析斷層、裂隙的含導(dǎo)水性，各含水層之間的水力聯(lián)系等。④介紹煤層底板水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的主要結(jié)論，結(jié)合本礦在過去生產(chǎn)中水災(zāi)事故特點(diǎn)，分析有可能發(fā)生底板突水的主要區(qū)域，突水強(qiáng)度、突水量預(yù)測(cè)等。（三）注漿加固范圍及加固層位的確定分析注漿加固、改造底板隔水層的必要性，確定注漿加固總體方案，包括：加固范圍和加固層位、加固工程量、輔助工程量、輔助工程位置、需要的鉆場(chǎng)數(shù)量、鉆孔數(shù)目、注漿系統(tǒng)、工程工期、工程進(jìn)度、施工組織等。根據(jù)高壓注漿堵水加固工作原理，選用先進(jìn)合理的技術(shù)路線，以“堵源截流、阻堵結(jié)合、加固底板”為原則，采用先簡(jiǎn)單、后復(fù)雜，先骨料后單液，最后采用雙液漿的注漿順序，保證注漿加固，改造底板的目的。（四）鉆場(chǎng)布置鉆場(chǎng)位置應(yīng)選擇頂板較完整的地段，盡可能不影響工作面上下順槽中的設(shè)備運(yùn)行。合理設(shè)計(jì)鉆場(chǎng)巷道斷面，為了避免鉆場(chǎng)巷道斷面過大，鉆場(chǎng)內(nèi)鉆孔可全部設(shè)計(jì)為斜孔。鉆巷斷面規(guī)格一般為：長(zhǎng)×寬×高=5m×3m×3m鉆巷的支護(hù)錨網(wǎng)支護(hù)、金屬棚子支護(hù)。盡量減少鉆場(chǎng)數(shù)量，合理安排鉆孔施工順序。（五）注漿孔布置原則①根據(jù)低阻區(qū)分布范圍合理設(shè)計(jì)鉆孔的位置和數(shù)目，鉆孔的孔徑一般要大于Φ75mm，漿液擴(kuò)散半徑按30m計(jì)算。②盡量增加鉆孔揭露含水層的面積，確保注漿效果。③鉆孔設(shè)計(jì)方向要盡可能多的穿越斷層帶和裂隙，使鉆孔能大面積地揭露含水層。④在斷層交叉、尖滅、拐彎處、工作面初次來壓、周期來壓顯現(xiàn)地段、煤柱、以及褶皺軸都要盡量多布置鉆孔。⑤鉆場(chǎng)內(nèi)注漿孔多為傘狀布置，根據(jù)鉆機(jī)的最大鉆進(jìn)深度，調(diào)整鉆孔的方位，均勻布置鉆孔。⑥同一個(gè)鉆場(chǎng)要盡可能多布置鉆孔，以減少鉆場(chǎng)數(shù)量，減少鉆場(chǎng)輔助工程量。⑦鉆場(chǎng)內(nèi)鉆孔位置、傾角及方位的選擇要考慮到方便鉆機(jī)架設(shè)、方便鉆進(jìn)施工。⑧各鉆孔要按照設(shè)計(jì)施工次序編號(hào)。（六）鉆孔結(jié)構(gòu)注漿鉆孔選用Φ135mm鉆頭開孔，下入Φ108mm、長(zhǎng)6～10m的無縫鋼管作孔口管，然后換用Φ90mm鉆頭鉆進(jìn)，直至終孔位置。如果二1煤底板破碎，為防止注漿過程中從孔口附近漏漿，可選用Φ155mm鉆頭開孔，下入Φ146mm、長(zhǎng)6～10m孔口管，然后換用Φ130mm鉆頭鉆進(jìn)，穿過L7灰后，下入Φ108mm二級(jí)套管，最后換用中Φ90mm鉆頭鉆進(jìn)直至終孔位置。兩級(jí)套管均要注漿封閉，封閉套管時(shí)注CS雙液漿，待雙液漿充分凝固后，掃孔注水，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。耐壓實(shí)驗(yàn)壓力不低于設(shè)計(jì)注漿終壓時(shí)的孔口壓力，持續(xù)時(shí)間不少于30min。（七）鉆孔施工順序?yàn)榧涌旃こ踢M(jìn)度，可安排2~3個(gè)鉆場(chǎng)同時(shí)施工，配備足夠的鉆孔與注漿設(shè)備，多工種、多工序平行作業(yè)。為保證注漿加固效果，注漿孔要分三遍注漿：

先施工第一序次鉆個(gè)數(shù)不低于鉆孔總數(shù)的50%。完成一序次后再施工第二序次鉆孔，二序次的鉆孔個(gè)數(shù)不得低于總孔數(shù)的30%，一、二序次完成后再施工第三序次的檢查孔，檢查孔的個(gè)數(shù)一般為總孔數(shù)的20%。（八）鉆孔施工技術(shù)要求①必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)定的鉆孔方位、傾角。②必須使用防噴反壓裝置，以免鉆具被高壓水頂出傷人。③孔口管要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，壓力不小于注漿終孔孔口壓力，持續(xù)耐壓時(shí)間不少于30分鐘。④及時(shí)、準(zhǔn)確、完整、清晰、準(zhǔn)確記錄鉆孔進(jìn)入各隔水層、含水層的初始水量、最大水量、穩(wěn)定水量、出水壓力、巖層層位、換層深度、進(jìn)入含水層前有無“導(dǎo)高”、進(jìn)入含水層后巖溶發(fā)育程度等簡(jiǎn)易水文觀測(cè)資料。⑤防止鉆孔偏斜，制定切實(shí)可行的鉆孔防斜措施。（九）注漿材料1.粘土-水泥-水玻璃漿液2.粉煤灰-水泥漿液3．單液水泥漿4．CS雙液漿（十）注漿系統(tǒng)注漿系統(tǒng)組成由:地面制漿系統(tǒng)注漿泵送料孔井下注漿管路井下注漿孔地面制漿系統(tǒng)組成:粘土制漿機(jī)水泥添加器攪拌機(jī)其它輔助設(shè)施粘土制漿機(jī)采用肥城礦業(yè)集團(tuán)的NL12型制漿機(jī)，如圖11-22所示。圖11-22粘土-水泥漿注漿系統(tǒng)及工藝流程圖（十一）泵量與泵壓采用：NBB－250/6型泥漿泵泵量為150～250L/min水玻璃泵泵量為80～250L/min（十二）注漿方式采用全段連續(xù)注漿方式，分孔分序次連續(xù)注漿，達(dá)到注漿終壓為止。以最大量注入，最大范圍擴(kuò)散，最大限度的充填巖溶裂隙為目的。對(duì)注漿孔初始水量大于100m3/h的鉆孔，可采取分段注漿，穿透含水層后最終達(dá)到注漿終孔位置。相鄰鉆孔在含水層段間距小于50m時(shí)，不得同時(shí)穿透含水層，以免串漿。（十三）注漿參數(shù)1.漿液的比重2.漿液的粘度3.單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)（十四）注漿施工技術(shù)要求①注漿前要對(duì)注漿管路進(jìn)行檢查，確保管路暢通，然后對(duì)注漿管路進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力不低于6MPa，持續(xù)時(shí)間不得低于20分鐘，合格后方可注漿。②注漿前要觀測(cè)其水量和水壓，并進(jìn)行單孔放水，放水時(shí)間不小于10分鐘。③要嚴(yán)格漿液配比標(biāo)準(zhǔn)，并認(rèn)真做好記錄。④注漿過程中要根據(jù)注漿壓力和跑漿情況，及時(shí)調(diào)整注漿泵泵量和各種漿液的比重。⑤注雙液漿時(shí)，應(yīng)首先開啟水泥漿泵，水泥漿進(jìn)入注漿孔10分鐘后按開動(dòng)水玻璃泵。達(dá)到注漿壓力要求時(shí)，停止注漿，先停水玻璃泵后停水泥漿泵。⑥要嚴(yán)格注漿順序、注漿方式、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。⑦如發(fā)現(xiàn)鉆孔串漿、堵塞或鉆孔進(jìn)漿量明顯較少時(shí)，要重新掃孔或補(bǔ)打檢查孔注漿。⑧當(dāng)達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉孔口閥門，卸下孔口高壓膠管。⑨注漿結(jié)束后，要及時(shí)將管路和混合器沖洗干凈，以備再用。（十五）注漿效果檢查1．鉆探檢查2．物探檢查3．綜合水動(dòng)態(tài)分析第四節(jié)底板加固注漿工程實(shí)例一、礦井概況某礦位于焦作煤田東北部，開拓方式為立井暗斜井多水平開拓，采煤方法為走向長(zhǎng)壁采煤法。井田內(nèi)構(gòu)造以高角度的正斷層為主，煤系地層呈現(xiàn)單斜構(gòu)造形態(tài)，局部存在褶曲構(gòu)造。井田西部邊界為二1煤層露頭，東部邊界附近為開放性的九里山斷層，南部邊界為北升南降、落差200m左右的正斷層，北部邊界為南升北降、落差65m的F4斷層。開采深度100～740m，開采煤層為二疊系山西組二1煤層，煤厚1.5～7.5m。歷史上曾多次發(fā)生突水事故，其中最大突水量4200m3/h。礦井正常涌水量2280m3/h，涌水水源主要來自二1煤層底板的L8灰?guī)r含水層。二、23071工作面水文地質(zhì)條件23071工作面位于井田南部二水平23采區(qū)的底部，走向長(zhǎng)640m，煤厚4.4～5.2m，工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷均沿煤層頂板布置。工作面水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，L8灰?guī)r含水層厚6～8m，水位-90m，煤層底板隔水層厚38～44m。在其上部的23051工作面回采過程中涌水量達(dá)450m3/h，右上部的20071工作面回采過程中涌水量達(dá)780m3/h，23051和20071工作面涌水水源均來自二1煤層底板的L8灰?guī)r含水層。三、突水原因分析及加固技術(shù)的可行性在構(gòu)造破碎帶區(qū)域，二1煤層隔水底板的穩(wěn)定性減弱，抗壓強(qiáng)度小于4MPa，隔水底板失去隔水功能，位于煤系地層下部的L8含水層的高壓水沿構(gòu)造破碎帶涌人礦井。在煤層回采前預(yù)先對(duì)其破碎的隔水底板注漿加固，對(duì)位于煤層底板的L8灰?guī)r含水層含水溶洞進(jìn)行注漿充填，把二1煤層破碎的隔水底板變成堅(jiān)固的整體，將L8灰?guī)r含水層改造成隔水層。這樣，在工作面回采過程中，就能避免突水事故發(fā)生。四、注漿加固方案設(shè)計(jì)（一）鉆場(chǎng)布置及設(shè)備1.鉆場(chǎng)硐室鉆場(chǎng)硐室在運(yùn)輸巷上幫布置，與運(yùn)輸巷走向垂直，其規(guī)格為5×3×2.4m，8個(gè)硐室，間距60m。2.鉆機(jī)鉆機(jī)為SGZ-MA300，注漿泵型號(hào)NBB-260，額定注漿量為260L/min；注漿壓力為7MPa。（二）注漿鉆孔每個(gè)鉆場(chǎng)布置3-4個(gè)注漿釓孔，每個(gè)鉆孔設(shè)計(jì)為二級(jí)孔口固定裝置。孔徑146mm，長(zhǎng)8～10m；采用Φ108mm，δ=4.5mm的鋼管；用