立井通過采空區(qū)施工工法

立井通過采空區(qū)施工工法申報(bào)資料完成單位：山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司二零一三年五月目錄1．國(guó)家級(jí)工法申報(bào)表（正本的公章為原件）；2．工法內(nèi)容材料（如工法內(nèi)容與相關(guān)國(guó)家或行業(yè)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一致，還需提供相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)印件）；3．省（部）級(jí)工法批準(zhǔn)文件復(fù)印件；4．?。ú浚┘?jí)工法評(píng)審委員會(huì)的評(píng)審意見復(fù)印件（包括工法關(guān)鍵技術(shù)水平，工法應(yīng)用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和推廣前景等）；5．關(guān)鍵技術(shù)鑒定（評(píng)估）證書復(fù)印件，關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)經(jīng)省級(jí)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門或行業(yè)主管部門組織的技術(shù)專家委員會(huì)審查；6．工程應(yīng)用證明（正本的公章為原件，由建設(shè)單位加蓋公章或施工承包合同書為據(jù)）；7．經(jīng)濟(jì)效益證明（正本的公章為原件，財(cái)務(wù)部門提供）；8．專業(yè)技術(shù)情報(bào)部門提供的科技查新報(bào)告復(fù)印件;9.反映實(shí)際施工中工法操作要點(diǎn)的照片（十張）;國(guó)家級(jí)工法申報(bào)表(2011～2012年度)工法名稱立井通過采空區(qū)施工工法類別土木工程專業(yè)分類礦山申報(bào)單位山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司推薦單位中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司制

工法名稱立井通過采空區(qū)施工工法

類別□房屋建筑工程eq\o\ac(□,√)土木工程□工業(yè)安裝工程專業(yè)分類礦山主要完成單位1、山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司通訊地址山西陽泉礦區(qū)橋西街11樓郵編045008聯(lián)系人郝旭寧電話辦機(jī)：158353118652、山西太行建設(shè)開發(fā)有限公司通訊地址山西陽泉北大西街207號(hào)郵編045008聯(lián)系人王惠榮電話辦機(jī)要完成人姓名工作單位職務(wù)電話梁愛堂山西宏廈一建總春陽山西宏廈一建副總旭寧山西宏廈一建科輝山西宏廈一建經(jīng)瑞明山西宏廈一建主法應(yīng)用工程情況工程名稱1、山西省陽泉固莊煤礦八采區(qū)進(jìn)風(fēng)立井過采空區(qū)工程開竣工時(shí)間2012.04.12-04.26工程所在地區(qū)山西省陽泉工程名稱2、山西省陽泉固莊煤礦八采區(qū)回風(fēng)立井過采空區(qū)開竣工時(shí)間2012.04.21-05.02工程所在地區(qū)山西省陽泉工程名稱3、山西省清徐南嶺煤業(yè)回風(fēng)立井過采空區(qū)工程開竣工時(shí)間2012.05.08-05.17工程所在地區(qū)山西省太原工法關(guān)鍵技術(shù)名稱、組織審定的單位和時(shí)間《立井通過采空區(qū)施工技術(shù)》于2013年3月通過中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)組織專家鑒定工法關(guān)鍵技術(shù)獲科技成果獎(jiǎng)勵(lì)的情況工法形成企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)情況2013年3月14日宏廈一建公司下發(fā)了宏一發(fā)[2013]87號(hào)文《山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司關(guān)于將<大斷面巖巷快速掘進(jìn)施工工法>等工法確定為企業(yè)工法的決定》原工法名稱、完成單位、國(guó)家級(jí)工法批準(zhǔn)文號(hào)及工法編號(hào)(升級(jí)版工法填寫此欄)

工法內(nèi)容簡(jiǎn)述：1、首先應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀和KJH-D防爆探地雷達(dá)對(duì)井筒進(jìn)行超前物探確定異常區(qū)，然后在井筒內(nèi)距離采空區(qū)10m處應(yīng)用ZDY1200S探放水鉆機(jī)施工探測(cè)鉆孔，查明異常區(qū)域賦水情況及有害氣體監(jiān)測(cè)，確定較精確的采空區(qū)范圍。2、根據(jù)物探超前探測(cè)報(bào)告及井下優(yōu)選法探放水施工資料顯示，準(zhǔn)確控制采空區(qū)位置，掌握采空區(qū)的分布形態(tài)、賦水情況及瓦斯富集情況，排除采空區(qū)域瓦斯和積水后，施工預(yù)注漿鉆孔封堵采空區(qū)。3、施工預(yù)注漿鉆孔對(duì)采空區(qū)進(jìn)行注入馬麗散，在膨脹壓力的作用下形成隔離帷幕，達(dá)到封閉采空的效果，進(jìn)行采空區(qū)治理。然后再隔離帷幕內(nèi)注入混凝土，水泥-水玻璃漿液材料充填，使注入采空區(qū)的漿液盡快凝固，達(dá)到采空區(qū)封堵效果。4、施工注漿效果檢驗(yàn)鉆孔，進(jìn)行采空綜合治理效果檢驗(yàn)，以混凝土注滿采空區(qū)及影響范圍空隙，進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)，提高井筒堅(jiān)固程度。達(dá)到《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》要求，安全過采空區(qū)域及影響區(qū)域。通過注漿使采空區(qū)得到填實(shí)，加固采空區(qū)及周圍巖層堅(jiān)固程度，從而加強(qiáng)井筒堅(jiān)固程度。遏制了無計(jì)劃揭露采空區(qū)，避免了老空水害及伴生瓦斯事故。5、井筒過采空區(qū)時(shí)，采用短掘短支作業(yè)方式，錨網(wǎng)噴一次支護(hù)，混凝土永久支護(hù)，安全通過采空區(qū)。

關(guān)鍵技術(shù)及保密點(diǎn)（如有專利權(quán)，請(qǐng)注名專利號(hào)）：技術(shù)水平和技術(shù)難度（與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)水平比較）：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先

工法成熟、可靠性說明（當(dāng)該工法應(yīng)用工程少于3項(xiàng)時(shí)填寫）：工法應(yīng)用情況及應(yīng)用前景：工法應(yīng)用情況：采用立井通過采空區(qū)施工工法，在我公司已經(jīng)經(jīng)過3個(gè)立井項(xiàng)目施工實(shí)踐，能有效的阻止無計(jì)劃揭露采空區(qū)，防止老空水害和瓦斯有害氣體伴生事故。應(yīng)用前景：立井施工由于受施工環(huán)境制約，尤其是地表古窯、老窯、煤礦回采后的采空區(qū)和老巷道及小煤窯越界開采形成的采空區(qū)普遍存在積水和瓦斯問題，易造成采空積水突水事故或伴生瓦斯事故，影響了井巷施工安全，且采空區(qū)影響范圍較大，支護(hù)困難，也容易造成工程質(zhì)量事故和埋藏后期隱患事故，給礦山企業(yè)造成重大損失，給職工人身安全造成威脅。該項(xiàng)技術(shù)有效防止了老空事故發(fā)生，有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益（包括節(jié)能和環(huán)保效益）：該項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用于山西陽泉固莊煤礦進(jìn)風(fēng)立井、回風(fēng)立井和清徐南嶺回風(fēng)立井工程，施工進(jìn)度較快、施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，有效的遏制了無計(jì)劃揭露采空區(qū)，避免了老空水害及伴生瓦斯事故，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，節(jié)省了施工成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

主要完成單位意見：同意申報(bào)國(guó)家級(jí)工法第一完成單位公章第二完成單位公章2013年6省（部）級(jí)工法審定單位推薦意見：同意申報(bào)國(guó)家級(jí)工法（如工法應(yīng)用工程實(shí)例少于3項(xiàng)，對(duì)該工法關(guān)鍵技術(shù)可靠、成熟性補(bǔ)充意見如下：）（公章）2013年月日工法內(nèi)容材料立井通過采空區(qū)施工工法山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司梁愛堂吳春陽郝旭寧張輝趙瑞明1前言立井施工由于受施工環(huán)境制約，尤其是地表古窯、老窯、煤礦回采后的采空區(qū)和老巷道及小煤窯越界開采形成的采空區(qū)普遍存在積水和瓦斯問題，當(dāng)開掘巷道穿透采空區(qū)時(shí)，易造成采空積水突水事故或伴生瓦斯事故，影響了井巷施工安全，且采空區(qū)影響范圍較大，支護(hù)困難，也容易造成工程質(zhì)量事故和埋藏后期隱患事故，給礦山企業(yè)造成重大損失，給職工人身安全造成威脅。為了有效的防止采空水害和瓦斯事故發(fā)生，保障職工生命安全，一般處理采空區(qū)的方法為直接進(jìn)行鉆探后注漿，存在鉆探設(shè)計(jì)盲目，施工鉆孔數(shù)量較多，施工工期長(zhǎng)，不易精確控制采空區(qū)范圍等問題，同時(shí)也增加了施工成本，效率低下。結(jié)合我公司多年來從事立井施工的實(shí)踐,尤其是超前物探、立井優(yōu)選法探放水、立井預(yù)注漿堵水等方面的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套行之有效的、系統(tǒng)性立井通過采空區(qū)施工方法，主要是通過對(duì)采空區(qū)進(jìn)行超前物探，優(yōu)選法探放水，抽放瓦斯（抽排采空積水），施工預(yù)注漿鉆孔將混凝土注入采空區(qū)，以混凝土注滿采空區(qū)及影響范圍空隙，進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)，提高井筒堅(jiān)固程度。該工法在山西省陽泉固莊煤礦燕龕進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井和山西省清徐南嶺煤業(yè)回風(fēng)立井過采空區(qū)應(yīng)用中，有效的防止了立井水害事故及伴生瓦斯事故的發(fā)生，促進(jìn)了企業(yè)安全、和諧、高效，可持續(xù)發(fā)展，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會(huì)效益。該工法經(jīng)煤炭信息研究院查新，在檢索范圍內(nèi)，國(guó)內(nèi)未見有與本課題綜合研究?jī)?nèi)容相同的如技術(shù)要點(diǎn)及查新點(diǎn)所述通過物探超前探測(cè)、井下探放水、立井注漿堵水三者結(jié)合來充填和加固采空區(qū)，從而達(dá)到預(yù)防和控制立井水害事故及伴生事故發(fā)生的立井通過采空區(qū)施工技術(shù)的文獻(xiàn)報(bào)道。2工法特點(diǎn)2.1科學(xué)性，先進(jìn)性2.1.1按照《煤礦防治水規(guī)定》及《陽煤集團(tuán)“有掘必探，有采必探”實(shí)施辦法》，在井巷掘進(jìn)中堅(jiān)持“有掘必探”。首先，應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀對(duì)立井井筒壁外側(cè)30°范圍、北南向45°到-45°、東西向45°到-45°三個(gè)探測(cè)范圍超前探測(cè)，初步確定異常區(qū)域范圍。礦用瞬變電磁充分發(fā)揮瞬變電磁法探測(cè)效率高、對(duì)低阻異常體敏感等優(yōu)勢(shì)，將瞬變電磁法應(yīng)用到井下，通過對(duì)瞬變電磁場(chǎng)理論的研究，利用煤炭采空（塌陷）區(qū)、巖溶發(fā)育區(qū)、圍巖、斷層、破碎帶、溶洞充水等地質(zhì)現(xiàn)象的不同電阻率反映，實(shí)現(xiàn)對(duì)掌子面或迎頭以及巷道側(cè)幫、煤層頂、底板等前方的地質(zhì)現(xiàn)象、賦水區(qū)域進(jìn)行較精確成像。2.1.2其次，應(yīng)用KJH-D防爆探地雷達(dá)對(duì)異常區(qū)域進(jìn)行構(gòu)造探測(cè)，物探資料綜合分析進(jìn)一步確定異常區(qū)域性質(zhì)。探地雷達(dá)利用發(fā)射天線發(fā)射高頻寬帶電磁波脈沖，接收天線接收來自地下介質(zhì)的界面的反射波，電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過的介質(zhì)的電性性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，根據(jù)接收到波的旅行時(shí)間（雙程走時(shí)）、幅度與波形資料，可推斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)大小。探地雷達(dá)具有高探測(cè)分辨率和高工作效率的特點(diǎn)。2.1.3再次，制定立井過采空區(qū)探測(cè)施工措施，采用立井優(yōu)選法探放水，應(yīng)用ZDY1200S探放水鉆機(jī)施工探測(cè)鉆孔，查明異常區(qū)域賦水情況及有害氣體監(jiān)測(cè)，確定較精確的采空區(qū)范圍。鉆孔布置要求根據(jù)異常區(qū)域物探范圍，鉆孔終孔位置超出異常區(qū)域設(shè)計(jì)井筒壁5米。探測(cè)鉆孔施工過程中，瓦檢工每班觀測(cè)鉆孔瓦斯?jié)舛茸兓?，尤其是鉆孔施工接近物探異常區(qū)域時(shí)，加密觀測(cè)鉆孔孔口瓦斯?jié)舛茸兓?。由于前期物探確定了異常區(qū)域，施工探放水鉆孔數(shù)量較少，ZDY1200S鉆機(jī)最大扭矩1200Nm，給進(jìn)速度快，施工效率高。2.1.4鉆孔揭露采空區(qū)后，觀測(cè)孔口瓦斯?jié)舛群头e水情況。待掘進(jìn)至距采空區(qū)10米前停掘，首先利用ZDY1200S鉆機(jī)打8個(gè)注漿孔，然后在注漿孔內(nèi)安裝Φ108mm注漿鐵管，通過注漿鐵管向采空區(qū)內(nèi)充填混凝土，最后用注漿泵帶壓注入混凝土；注漿完畢后，注漿孔不能破壞，過48小時(shí)后經(jīng)相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行驗(yàn)收。2.1.5驗(yàn)收合格后，工作面布置6個(gè)驗(yàn)證鉆孔。原則是前期預(yù)注漿必須保證井筒周圍5m范圍內(nèi)注漿，井筒周圍2m范圍充實(shí)嚴(yán)密（注漿5m，驗(yàn)證2m）。注漿一側(cè)由遠(yuǎn)后近（由一側(cè)到井筒中心），兩側(cè)注漿完畢，直至將鉆孔完全封閉后再對(duì)注漿進(jìn)行效果檢驗(yàn)，檢查注漿效果和待掘區(qū)瓦斯情況。2.1.6解除安全隱患，恢復(fù)掘進(jìn)。2.2實(shí)用性，可行性超前物探確定異常區(qū)域、立井優(yōu)選法探放水和工作面預(yù)注漿三者系統(tǒng)性相結(jié)合，與傳統(tǒng)采空區(qū)封閉法相比較，施工效率更高，可操作性強(qiáng)，方法合理，成本較低，更好地預(yù)防和避免了立井揭露采空水患和伴生瓦斯有害氣體的危害。2.3安全性、效益性經(jīng)過實(shí)踐證明，有效地預(yù)防和控制了立井水害事故，保障了作業(yè)安全，改良了作業(yè)環(huán)境，取得了良好的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。3適用范圍立井過采空區(qū)施工工法適用于礦井中水文地質(zhì)類型分別為簡(jiǎn)單、中等和復(fù)雜條件下立井過采空區(qū)施工。也可適用于采空區(qū)發(fā)生事故后對(duì)立井檢修時(shí)采空區(qū)的施工。4工藝原理4.1工藝原理總結(jié)本技術(shù)的工藝原理是應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀和KJH-D防爆探地雷達(dá)進(jìn)行超前物探確定異常區(qū)，立井優(yōu)選法探放水進(jìn)一步精確異常范圍和排除積水和瓦斯有害氣體影響，在進(jìn)行工作面預(yù)注漿封堵采空區(qū)，加固采空影響區(qū)域，預(yù)防和控制水害事故及伴生事故的發(fā)生。4.1.1物探超前探測(cè)的理論基礎(chǔ)瞬變電磁法（TransientElectromagneticMethod，簡(jiǎn)稱TEM）是在發(fā)送回線上供一個(gè)電流脈沖方波，在方波后沿下降的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)向發(fā)射回線法線方向傳播的一次磁場(chǎng)，在一次磁場(chǎng)的激勵(lì)下，地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流，其大小取決于地質(zhì)體的導(dǎo)電程度，在一次場(chǎng)消失后，該渦流不會(huì)立即消失，它將有一個(gè)過渡(衰減)過程。該過渡過程又產(chǎn)生一個(gè)衰減的二次磁場(chǎng)向地質(zhì)體內(nèi)傳播，由接收回線接收二次磁場(chǎng)，該二次磁場(chǎng)的變化將反映地質(zhì)體的電性分布情況。如按不同的延遲時(shí)間測(cè)量二次感生電動(dòng)勢(shì)V(t)，就得到了二次磁場(chǎng)隨時(shí)間衰減的特性曲線。如果沒有良導(dǎo)體存在時(shí)，將觀測(cè)到快速衰減的過渡過程；當(dāng)存在良導(dǎo)體時(shí)，由于電源切斷的一瞬間，在導(dǎo)體內(nèi)部將產(chǎn)生渦流以維持一次場(chǎng)的切斷，所觀測(cè)到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的存在。應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀對(duì)立井井筒壁外側(cè)30°范圍、北南向45°到-45°、東西向45°到-45°三個(gè)探測(cè)范圍超前探測(cè)。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態(tài)下，其導(dǎo)電性特征在縱向上固定的變化規(guī)律，而在橫向上相對(duì)比較均一。當(dāng)斷層、裂隙和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育時(shí)，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化規(guī)律的存在，表現(xiàn)出巖石導(dǎo)電性的變化。當(dāng)存在構(gòu)造破碎帶時(shí)，如果構(gòu)造不含水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高；如果構(gòu)造含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體，解釋為相對(duì)賦水。同樣如果采空區(qū)不積水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高；如果采空區(qū)含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體，解釋為相對(duì)賦水。根據(jù)MTEM視電阻率擬斷面圖，綜合地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，可確定橫向、水平深度和垂向深度電性變化情況。探地雷達(dá)則是利用發(fā)射天線發(fā)射高頻寬帶電磁波脈沖，接收天線接收來自地下介質(zhì)的界面的反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過的介質(zhì)的電性性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，根據(jù)接收到波的旅行時(shí)間（雙程走時(shí)）、幅度與波形資料，可推斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)大小。4.1.2立井優(yōu)選法探放水的理論基礎(chǔ)立井優(yōu)選法探放水即是應(yīng)用探放水專用鉆機(jī)施工較少數(shù)量、一定角度和深度的地質(zhì)鉆孔，排除次要影響因素，查明標(biāo)定區(qū)域水文地質(zhì)和瓦斯賦存狀況。4.1.3立井注漿堵水的理論基礎(chǔ)立井注漿堵水即是在立井工作面應(yīng)用雙液注漿泵將注漿液通過注漿鉆孔壓入采空區(qū)空間及圍巖裂隙內(nèi)，在一定范圍內(nèi)凝固膠結(jié)，起到堵水和加固作用。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程根據(jù)工程地質(zhì)物探及原設(shè)計(jì)分析，本治理工程采用注入馬麗散形成隔離帷幕全充填壓力注漿法綜合治理方案。首先用物探勘探采空區(qū)位置，其次用鉆機(jī)在工作面打孔探測(cè)采空區(qū)具體范圍，在采空區(qū)上方井工作面10m處，鉆探帷幕孔將馬麗散注入，井筒外圍采空區(qū)域形成隔離帷幕；然后鉆探注漿孔，通過注漿泵、注漿管將漿液注入隔離帷幕內(nèi)，漿液固化后形成的結(jié)石體對(duì)其上覆巖層形成支撐作用；最后進(jìn)行采空區(qū)鉆探驗(yàn)證。5.1.1物探工藝為了保證立井掘進(jìn)施工安全，應(yīng)用礦井瞬變電磁技術(shù)和探地雷達(dá)技術(shù)對(duì)立井施工項(xiàng)目進(jìn)行超前探測(cè)，本工法以山西省陽泉固莊煤礦進(jìn)風(fēng)井為例進(jìn)行工藝說明。物探單位在進(jìn)風(fēng)立井井筒深度68米處對(duì)掘進(jìn)區(qū)域方向進(jìn)行賦水性超前探測(cè)和構(gòu)造探測(cè)。1瞬變電磁物探布點(diǎn)以井筒中線為基準(zhǔn)線，北-南向和東-西向探測(cè)角度與中線夾角為45°、30°、15°、0°、-15°、-30°、-45°分別進(jìn)行探測(cè)。其次，井筒圓周探測(cè)，探測(cè)線框與井壁垂直夾角為,60度，圓周每隔30°取點(diǎn)一次，共計(jì)取點(diǎn)27個(gè)。瞬變電磁布點(diǎn)圖見圖5.1.1-1。圖5.1.1-1瞬變電磁布點(diǎn)圖2探地雷達(dá)物探布線井筒斷面東西向布置與南北向垂直的探測(cè)縱向剖面共計(jì)8條測(cè)線，測(cè)帶長(zhǎng)度5m、4m、3m、2m。采集時(shí)，掘進(jìn)面平整度一般，對(duì)數(shù)據(jù)成果有一定的影響。主要是探測(cè)工作面前方30m內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況。探地雷達(dá)布線見圖5.1.1-2。圖5.1.1-2探地雷達(dá)布線圖3探測(cè)成果立井瞬變電磁探測(cè)成果見圖5.1.1-3，立井探地雷達(dá)探測(cè)成果見圖5.1.1-4。圖5.1.1-3立井瞬變電磁探測(cè)成果異常區(qū)異常區(qū)圖5.1.1-4立井探地雷達(dá)探測(cè)成果圖5.1.2探測(cè)鉆孔工藝首先應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀和KJH-D防爆探地雷達(dá)進(jìn)行超前物探確定異常區(qū)，然后應(yīng)用ZDY1200S探放水鉆機(jī)距離進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)10m處施工探測(cè)鉆孔，查明異常區(qū)域賦水情況及有害氣體監(jiān)測(cè)，確定較精確的采空區(qū)范圍。1采空區(qū)探測(cè)鉆孔工藝工作面距進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)10米時(shí)，對(duì)開挖面前方地質(zhì)異常區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。鉆孔直徑φ90，鉆孔9個(gè)，鉆孔鉆透采空區(qū)底板1m，探測(cè)孔超出井筒輪廓線外15m。探測(cè)鉆孔布置圖見5.1.2-1。圖5.1.2-1探測(cè)鉆孔布置圖2采空區(qū)探測(cè)結(jié)論根據(jù)鉆探數(shù)據(jù)資料，確定3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)鉆孔進(jìn)入進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)，采空區(qū)走向?yàn)闁|西方向，穿過井筒內(nèi)部約1/3左右；位于井筒北幫處，高度約2.5m。采空區(qū)內(nèi)無老空水，然后進(jìn)行空氣成分化驗(yàn)，確認(rèn)氣體無害及瓦斯含量不大于0.7%，堵孔后方可繼續(xù)進(jìn)行施工。瓦斯超限處理措施見表5.1.2-2表5.1.2-2工作面內(nèi)瓦斯?jié)舛认拗浦导俺尢幚泶胧┍淼攸c(diǎn)限值超限處理措施低瓦斯工區(qū)任意處0.7%超限處20m范圍內(nèi)立即停工，查明原因，加強(qiáng)通風(fēng)監(jiān)測(cè)局部瓦斯積聚（體積大于0.5m3）5.0%附近20m加強(qiáng)通風(fēng)5.1.3注漿工藝1采空區(qū)注漿鉆孔根據(jù)物探超前探測(cè)報(bào)告及井下優(yōu)選法探放水施工資料顯示，進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)走向?yàn)闁|西方向，穿過井筒內(nèi)部約1/3左右，位于井筒北幫處，高度約2.5m。工作面距采空區(qū)10米時(shí)，首先利用ZDY1200S鉆機(jī)打8個(gè)注漿孔，鉆孔直徑φ133mm，鉆孔8個(gè)，鉆孔鉆透采空區(qū)底板1m，注漿孔超出井筒輪廓線外5m。注漿鉆孔平、剖面圖見圖注漿孔數(shù)量的計(jì)算公式為N=π（D-2A）/L（公式5.1.3-1）式中N——注漿孔數(shù)，個(gè)D——井筒凈直徑，mA——孔口管與井壁距離，mL——孔間距，m圖5.1.3-1注漿鉆孔平、剖面圖2布眼、埋管工作面向采空區(qū)注漿時(shí)，使用ZDY1200S型鉆機(jī)，配中空六方鋼釬(1.5m)ф133mm“一”字型合金鉆頭造孔鉆探。并埋設(shè)Φ108mm注漿鐵管，管口纏以麻絲后將注漿管放入注漿孔內(nèi)，外露不大于50mm，孔口管周圍用混凝土封堵。施工中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)加大造孔密度、深度及埋管方式外，還需調(diào)整材料配比和注漿參數(shù)。3采空區(qū)注漿工藝施工區(qū)域內(nèi)的采空區(qū)為小窯采空區(qū)，回采率低，采空區(qū)具有隱蔽性和復(fù)雜性。豎井采空區(qū)治理除加固豎井圍巖、阻隔采空區(qū)積水與豎井范圍的水力聯(lián)系外，考慮到漿液的凝固時(shí)間和工期、天氣因素，對(duì)采空區(qū)充填加固。1）注漿系統(tǒng)注漿系統(tǒng)由料場(chǎng)、攪拌機(jī)、漿液池、供水系統(tǒng)、注漿泵(HS-6)、壓力表、封孔裝置、注漿管道（Φ108mm）等組成。2）施工工藝要求首先向采空區(qū)注入馬麗散，馬麗散是一種低粘度，雙組分合成高分子——聚亞胺膠脂材料，采用高壓灌注進(jìn)行封堵時(shí)，當(dāng)樹脂和催化劑摻在一起時(shí)反應(yīng)或遇水產(chǎn)生膨脹，本身反應(yīng)或發(fā)泡生成多元網(wǎng)狀密彈性體的特征，高壓推力將馬麗散壓入采空區(qū)內(nèi)，當(dāng)它被高壓推擠，在遇水后（摻水）時(shí)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生膨脹，從而形成隔離帷幕，達(dá)到封閉采空區(qū)效果。再隔離帷幕形成后，向隔離帷幕內(nèi)注入混凝土，固化采空區(qū)。采空區(qū)注漿施工工藝流程圖如圖5.1.3-2。定點(diǎn)定點(diǎn)成孔及下套管下注漿管、澆鑄孔口管灌漿終止灌漿觀察注漿情況攪制漿液備料圖5.1.3-2采空區(qū)注漿工藝流程圖3）注漿材料的配制漿液配制按設(shè)計(jì)漿液配合比進(jìn)行。水用定量容器計(jì)量，水泥按袋計(jì)量。注漿材料配比工序圖見圖5.1.3-3。水水玻璃水水玻璃鉆孔注漿泵漿液池?cái)嚢铏C(jī)水泥鉆孔注漿泵漿液池?cái)嚢铏C(jī)水泥圖5.1.3-3注漿材料配比工序圖注漿材料混凝土、水泥-水玻璃漿液材料組成。每次攪拌時(shí)間不少于3分鐘。水泥和符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的42.5#普通硅酸鹽水泥；施工拌制用水采用飲用水符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》；速凝劑選用水玻璃。4）混凝土配比采空區(qū)注漿使用混凝土充填，配比如下:重量比：水泥、碎石、水、水玻璃=3:7:10:0.3水泥選用P.O42.5復(fù)合硅酸鹽水泥。外加劑：速凝劑（用量根據(jù)實(shí)際注漿情況而定）5.1.4采空區(qū)效果驗(yàn)證1采空區(qū)驗(yàn)證鉆孔在注漿加固施工結(jié)束后，待水泥漿達(dá)到凝固期，采用鉆孔抽芯法，取樣試驗(yàn)配以孔內(nèi)物探檢驗(yàn)，施工6個(gè)檢查孔，直徑為133mm。效果檢驗(yàn)孔超出井筒輪廓線外2m。經(jīng)檢驗(yàn)未達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充加密注漿，達(dá)到滿意的效果為止。效果檢驗(yàn)孔要求巖芯采取率達(dá)到60%以上，在取芯過程中對(duì)孔內(nèi)漏水段，及軟弱段的孔深，深度作一詳細(xì)的記錄；并將取出的巖芯進(jìn)行分析，對(duì)不同深度的巖體裂隙固結(jié)程度進(jìn)行分析斷定，對(duì)本次采空區(qū)填充及塌陷區(qū)擠密提供有效的技術(shù)參數(shù)。采空區(qū)驗(yàn)證鉆孔平、剖面圖見圖5.1.4-1。圖5.1.4-1采空區(qū)驗(yàn)證鉆孔平、剖面圖經(jīng)過全孔取芯鉆孔的依據(jù)和巖心采取分析，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采空區(qū)充填嚴(yán)密。2抽放鉆孔形成注漿帷幕后，若存在瓦斯有害氣體超限情況，必須施工瓦斯抽放鉆孔，抽放瓦斯及其他有害氣體。抽放鉆孔布置見圖5.1.4-2。圖5.1.4-2抽放鉆孔布置圖5.1.5過采空區(qū)掘進(jìn)施工過程中采用短掘短支作業(yè)方式，普通鉆爆法施工。距施工至采空5m時(shí)采取探三進(jìn)一放小炮的方法進(jìn)行施工掘進(jìn)。臨時(shí)支護(hù)采用錨網(wǎng)噴一次支護(hù)，要對(duì)采空區(qū)及采空區(qū)頂、低板上、下5m范圍內(nèi)的井壁及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)；采用錨索、錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)，錨索規(guī)格為φ17.8×5000mm，間排拒為2000×2000mm；錨桿選用φ20×2400mm的螺紋鋼錨桿，間、排距為1000×1000mm；鋼筋網(wǎng)規(guī)格900×3000mm，網(wǎng)格100×100mm；噴射混凝土噴厚不少于100mm。然后進(jìn)行混凝土永久支護(hù)，安全通過采空區(qū)。5.2操作要點(diǎn)5.2.1物探超前探測(cè)物探工作布置、參數(shù)確定、檢查點(diǎn)數(shù)量和重復(fù)測(cè)量誤差、資料處理等，應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。物探工作人員具有一定的礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)知識(shí)，并經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，考試合格后方可持證上崗。并掌握所用物探手段的工作方法和儀器設(shè)備的使用，并了解儀器設(shè)備的保養(yǎng)和管理制度。由于物探手段本身可能受多方面因素的制約和影響，存在多解性，其測(cè)試結(jié)果往往帶有一定的局限性。1物探應(yīng)是全方位探測(cè)。根據(jù)地質(zhì)任務(wù)滿足探測(cè)范圍井筒壁外側(cè)30°范圍。2礦井瞬變電磁儀應(yīng)在本區(qū)已知的積水地段進(jìn)行試驗(yàn)，得出該儀器的有效探測(cè)距離和施工參數(shù)。3每次物探超前探測(cè)完成后8小時(shí)內(nèi)提交物探初步報(bào)告，3日內(nèi)提交物探正式報(bào)告。物探報(bào)告審查后存檔備案。4超前探測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)書應(yīng)包括以下內(nèi)容：1)工作的目的、任務(wù)、范圍、期限和測(cè)區(qū)位置。2)測(cè)區(qū)地質(zhì)資料分析、環(huán)境地質(zhì)及相關(guān)的地質(zhì)特征，地形、地貌與水文地質(zhì)、工程地質(zhì)概況。3)方法選擇及依據(jù)，技術(shù)要求，工作方法有效性分析，現(xiàn)場(chǎng)工作的布置及工作量估算。4)探測(cè)工作布置圖。5)施工組織及工作進(jìn)度計(jì)劃。6)作業(yè)質(zhì)量保證措施。7）存在的問題與對(duì)策。8）擬提交的成果資料。5.2.2井下優(yōu)選法探放水物探異常區(qū)、已知采空積水區(qū)、超前探測(cè)鉆孔發(fā)生涌水等，需進(jìn)行探放水時(shí)，必須編制專門的探放水設(shè)計(jì)。確定探放水警戒線，并采取防止瓦斯和其他有毒、有害氣體威脅等安全技術(shù)措施。探水眼的布置和超前距離，根據(jù)水頭高低、煤（巖）層厚度和硬度等確定。探放水設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括：1探放水區(qū)域的水文地質(zhì)條件。包括老空積水范圍、積水量、水頭高度（水壓）、正常涌水量，老空與上下采空區(qū)、相鄰積水區(qū)、地表河流、建筑物及地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，以及積水區(qū)與其它充水含水層的水力聯(lián)系程度等。2探放水巷道的開掘方向、施工次序、規(guī)格和支護(hù)形式。3探放水鉆孔的組數(shù)、個(gè)數(shù)、方向、角度、深度、施工的技術(shù)要求和采用的超前距、幫距。4明確探放水止水套管的長(zhǎng)度、封孔工藝及耐壓試驗(yàn)要求。5.2.3立井注漿堵水1注漿前，首先用水沖洗管路(或鉆孔)，檢查注漿孔中是否暢通，有無堵塞現(xiàn)象，以利注漿。2注漿系統(tǒng)至少配有可調(diào)注漿泵兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。通向各個(gè)注漿孔口裝置的管路要用高壓膠管。膠管之間用快速接頭連接。選用膠管能承受的最大壓力應(yīng)為最大泵壓的兩倍以上。5.2.4防排水設(shè)施。主要包括：水閘門、水閘墻的設(shè)計(jì)以及水倉(cāng)、水泵、管路、水溝等排水系統(tǒng)能力的具體安排。5.2.5注漿前，先沖洗鉆孔，水流暢通后接上注漿管，打開各處閘閥并記下流量計(jì)的讀數(shù)，然后通知送漿。5.2.65.2.7注漿時(shí)，不要在高壓膠管附近停留，以防止管子崩壞傷人。5.2.8注漿過程中要做好下列檢查：1檢查注漿口出水的大小、水溫的高低，有害氣體等，并做好記錄。2檢查觀測(cè)孔出漿、各孔間竄漿情況。3檢查泄水閘門完好情況、水管的暢通情況等。5.2.9要根據(jù)注漿中的情況，隨時(shí)調(diào)整混凝土配比及注漿延續(xù)時(shí)間。如鉆孔屬于連續(xù)升壓，則應(yīng)連續(xù)注漿，直到達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。5.2.10注漿人員要時(shí)刻注意：當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常(如壓力突然增大、注漿管跳動(dòng)劇烈等)時(shí)，要立即停機(jī)，進(jìn)行檢查處理。5.2.11注漿系統(tǒng)的運(yùn)行要與造漿系統(tǒng)一起集中管理，開始注漿后，泵工應(yīng)注意觀察泵壓，發(fā)現(xiàn)異常立即通知施工指揮。注漿過程中，龍頭要一直搖動(dòng)避免堵塞。注漿管路要有專人來回巡視。6材料設(shè)備6.1主要材料設(shè)備6.1.1本工法在工作面預(yù)注漿過程中，施工過程是不可間斷的，自注漿開始就必須一次性完成，所以要求材料要充足有余，注漿設(shè)備要備足易損件，以防設(shè)備損壞能及時(shí)、快速的修復(fù)使用。6.1.2本工法中無需特別說明材料，主要設(shè)備、機(jī)具見表6.1.2-1。表6.1.2-1主要設(shè)備、機(jī)具序號(hào)名稱表格型號(hào)單位數(shù)量備注1瞬變電磁儀YCS256臺(tái)1防爆本安型2探地雷達(dá)KJH-D防爆型臺(tái)1或RAMAC/GKP型3專用探水鉆機(jī)ZDY1200S型臺(tái)2根據(jù)孔深確定4鉆桿Φ65mm米100根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用5鉆頭Φ133mmΦ90mm個(gè)5根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用6壓力表意大利OR個(gè)1專用水壓表7孔口管、導(dǎo)水管Φ108mm米10根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用8控制開關(guān)GGD2-39臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用9饋電開關(guān)QBZ-80臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用10局部通風(fēng)機(jī)FBD.NO6.3/2×30臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用11防爆電話KTH107部2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用12止水套管閥門Z41H個(gè)10根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用13注漿泵ZBY3/7.0-11臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用14攪拌機(jī)LJ-300Q臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用7質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)《鉆井井筒永久支護(hù)通用技術(shù)條件》（MT/T518－1995《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ213-90）《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（MT5009-94）《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》（AQ1083-2011）7.2物探超前探測(cè)質(zhì)量要點(diǎn)7.2.1礦井瞬變電磁法勘探受井下金屬儀器設(shè)備（采煤機(jī)械、變壓器、金屬支架等）的影響較大，立井施工場(chǎng)地，金屬設(shè)備及矸石較多，對(duì)勘探數(shù)據(jù)影響較大，需要提前清理場(chǎng)地，并且在資料處理解釋中進(jìn)行校正或剔除不良數(shù)據(jù)。7.2.2應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀必須對(duì)立井井筒壁外側(cè)30°范圍、北南向45°到-45°、東西向45°到-45°三個(gè)探測(cè)范圍超前探測(cè)，物探操作前必須由測(cè)繪人員進(jìn)行定向，確保物探范圍。7.2.3應(yīng)用KJH-D防爆探地雷達(dá)超前探測(cè)待掘區(qū)前，必須清理好工作面，盡可能保證工作面平整、無矸石堆積。采集數(shù)據(jù)時(shí)要保證天線板緊貼工作面，保持?jǐn)?shù)據(jù)圖像清晰。7.3物探超前探測(cè)控制措施7.3.1按照規(guī)范制定物探超前設(shè)計(jì)，合理組織，專人統(tǒng)一指揮，技術(shù)人員負(fù)責(zé)質(zhì)量工作，做好技術(shù)措施貫徹交底工作。7.3.2物探專業(yè)人員操作，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，可反復(fù)多采集幾次數(shù)據(jù)，剔除人為操作影響。7.4立井優(yōu)選法探放水質(zhì)量要點(diǎn)7.4.1根據(jù)物探成果，劃定異常區(qū)域，制定立井探放水設(shè)計(jì)和施工安全措施。7.4.2由測(cè)繪人員現(xiàn)場(chǎng)確定探放水鉆孔施工方位角和傾角，安裝鉆孔測(cè)斜儀，防止鉆桿偏移。7.5立井優(yōu)選法探放水控制措施7.5.1認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)行技術(shù)交底，學(xué)習(xí)安全規(guī)程和技術(shù)措施，分析作業(yè)條件，對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)行預(yù)防性控制。7.5.2探放水設(shè)施、設(shè)備的工作原理，掌握其操作要領(lǐng)，維護(hù)保養(yǎng)和排除故障的技能。7.5.3建立質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度，明確工藝標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照獎(jiǎng)罰。制定各級(jí)人員崗位責(zé)任制，形成全方位、全過程的質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)。7.6立井注漿堵水質(zhì)量要點(diǎn)7.6.1布置注漿鉆孔劃分要科學(xué)，能達(dá)到設(shè)計(jì)的防水、防腐、抗壓等要求。7.6.2注漿過程中要合理調(diào)節(jié)漿液濃度，使注漿壓力逐漸升高，達(dá)到注漿終壓，然后減少注漿泵量。7.7立井注漿堵水控制措施7.7.1每班都必須填寫匯報(bào)，包括鉆孔的角度、進(jìn)尺長(zhǎng)度、注漿管下置深度、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和鉆進(jìn)過程記錄，以及作業(yè)時(shí)間、交接班等原始資料，記錄要真實(shí)反映超前探測(cè)情況，做到全面、準(zhǔn)確、詳細(xì)和整潔。記錄需經(jīng)當(dāng)班班長(zhǎng)審核并簽字。7.7.2必須進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)，進(jìn)行聯(lián)合驗(yàn)收。8安全措施8.1主要安全法律、法規(guī)、規(guī)范《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》《煤礦安全規(guī)程》《煤礦防治水規(guī)定》[2009.9.21]《井下鉆探工操作規(guī)程》《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》（AQ1083-2011）《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-2005)8.28.2.1從事井下探放水人員必須具備鉆探技術(shù)基本知識(shí)，或經(jīng)專門技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)過考核，并有合格證，方許上崗操作。8.2.2參加施工的人員必須遵守下井須知的要求，在有水突出威脅的礦井，必須熟知預(yù)防災(zāi)害的措施和井下避災(zāi)路線。8.2.3井下探放水應(yīng)當(dāng)使用專用的探放水鉆機(jī)，嚴(yán)禁使用煤電鉆探放水。8.2.4井下探放水工程施工前，必須認(rèn)真了解該工程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)、施工方法與質(zhì)量要求，一臺(tái)鉆機(jī)機(jī)組人員的配置不得少于4人。8.2.5井下鉆場(chǎng)必須具備安全設(shè)施及鉆探條件。8.2.6必須編制井下探放水和注漿方案、設(shè)計(jì)、技術(shù)報(bào)告，并經(jīng)審批同意后發(fā)放給施工隊(duì)組貫徹學(xué)習(xí)，要履行簽字的程序，并留有文字記錄。8.2.7所有設(shè)備必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，檢修時(shí)必須停機(jī)停電，每次注漿完畢后，應(yīng)對(duì)注漿泵、攪拌機(jī)和注漿管路進(jìn)行清洗和檢修。注漿前認(rèn)真檢查電器設(shè)備且應(yīng)安排專人進(jìn)行維修。8.2.8每次注漿完成后拆卸管路接頭時(shí)要觀察壓力表壓力，如有壓力，需先降壓后拆卸。9節(jié)能環(huán)保9.1組織措施9.1.1成立環(huán)保小組，負(fù)責(zé)檢查、落實(shí)各項(xiàng)環(huán)保工作。9.1.2定期對(duì)職工進(jìn)行文明施工、環(huán)保知識(shí)教育，加強(qiáng)職工環(huán)保意識(shí)。9.2節(jié)能、環(huán)保措施9.2.1施工現(xiàn)場(chǎng)禁止焚燒有毒、有害等物質(zhì)。9.2.2設(shè)備選型優(yōu)先考慮低噪聲的設(shè)備，最大限度的降低鉆機(jī)等產(chǎn)生的噪音和環(huán)境污染，加強(qiáng)通風(fēng)和綜合防塵管理。9.2.3水泥漿充填時(shí)，泥漿泵、攪拌機(jī)附近的工作人員必須佩帶口罩，防止吸入懸浮在空氣中的水泥。9.2.4定時(shí)對(duì)水泥罐、攪拌機(jī)附近空地灑水，減少粉塵。9.2.5將置換出來的泥漿排入廢漿池，防止泥漿四處漫溢造成污染。9.2.6廢泥漿在后期進(jìn)行固化處理，泥漿經(jīng)過固化既可以回填場(chǎng)地又能減少?gòu)U漿池的占地面積。9.3文明施工9.3.1各種文明規(guī)章制度掛牌上墻或放置在井口明顯位置，工作人員按章操作。9.3.2在生活區(qū)、施工區(qū)內(nèi)設(shè)置污液池，集中廢水、污水、污油，統(tǒng)一處理。9.3.3各種材料和設(shè)備堆放有序，分類管理，掛牌后編號(hào)存放。9.3.4對(duì)生活區(qū)和施工區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，責(zé)任到人，環(huán)保小組定期進(jìn)行檢查。10效益分析10.1質(zhì)量方面10.1.1通過立井工作面超前預(yù)注漿，加固了采空區(qū)影響區(qū)域的圍巖，10.1.2封堵了立井通過區(qū)域的瓦斯有害氣體，斷絕瓦斯來源，保障了掘進(jìn)安全。10.1.3有效封堵了老空積水，注漿液中加入抗腐蝕材料能夠延長(zhǎng)礦井使用年限。10.2經(jīng)濟(jì)效益分析10.2.1井下探放水鉆孔施工數(shù)量少，施工工期減少近50%，縮短了立井施工工期。10.2.2新工藝的使用提高了立井過采空區(qū)施工效率約35%。10.2.3節(jié)約了施工成本，減少了立井過采空區(qū)材料費(fèi)用和人工費(fèi)用約70%。10.3社會(huì)效益分析10.3.1新技術(shù)、新設(shè)備的運(yùn)用，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工程質(zhì)量，縮短了施工工期。10.3.2超前物探結(jié)合有計(jì)劃和目標(biāo)的探放水施工，精確查明了下部采空位置和范圍，預(yù)測(cè)性的管控采空區(qū)，避免了老空突水和瓦斯伴生事故，保障了施工安全。10.3.3針對(duì)性的工作面預(yù)注漿，充填采空區(qū)，加固圍巖，提高了井筒施工質(zhì)量。11應(yīng)用實(shí)例近年來，隨著煤礦事業(yè)的蓬勃發(fā)展，礦建工程不斷增加，所采用的立井過采空方法也在不斷更新，工藝優(yōu)化、質(zhì)量更好、速度更快、機(jī)械化程度提高，列舉近年兩個(gè)工程如下：11.0.1固莊煤礦八采區(qū)進(jìn)風(fēng)立井設(shè)計(jì)井深178m,井筒凈直徑5m，井身段用C30混凝土支護(hù)，壁厚400mm。2012年4月12日進(jìn)風(fēng)立井井深68米時(shí)，進(jìn)行超前物探結(jié)合井下優(yōu)選法探放水，探測(cè)到井口往下約79m-81.5m為采空區(qū)域，采空區(qū)為東西走向，覆蓋井筒約1/3面積。當(dāng)日井筒底板距離81#煤層頂板為1.5m，煤厚度約1.0m；井筒底板距離采空區(qū)域和82#煤層為10m，采空高度約2.5m；井筒施工至采空頂板5m時(shí)，必須先探后掘（探四米掘進(jìn)二米），采用放小炮作業(yè)，打眼放炮前用7655風(fēng)鉆探4m掘進(jìn)施工中嚴(yán)格按本工法執(zhí)行，安全通過采空區(qū)用時(shí)15天，注漿量470m3，有效的遏制了無計(jì)劃揭露采空區(qū)，避免了老空水害及伴生瓦斯事故。11.0.2固莊煤礦八采區(qū)回風(fēng)立井設(shè)計(jì)井深171m,井筒凈直徑6m.井頸段40m已施工完畢，井身段用C30混凝土支護(hù)，壁厚400mm；截止2012年4月21日回風(fēng)立井已施工了67米，在鉆探中探測(cè)到井口往下約77m-80m為采空區(qū)，采空區(qū)走向?yàn)闁|西方向，覆蓋井筒約1/3面積施工中嚴(yán)格按本工法執(zhí)行，安全通過采空區(qū)用時(shí)12天，注漿量462m3，有效的遏制了無計(jì)劃揭露采空區(qū)，避免了老空水害及伴生瓦斯事故。11.0.3山西省清徐南嶺煤業(yè)回風(fēng)立井，設(shè)計(jì)井深322m,井筒凈直徑8.0m。2012年05月08日回風(fēng)立井已施工了162米，超前物探結(jié)合井下探放水，探測(cè)到井口往下約187.25m-188.7m為2#煤采空區(qū)，采空區(qū)走向?yàn)闁|北西南，覆蓋井筒約2/5左右。采用立井通過采空區(qū)施工工法安全通過采空區(qū)用時(shí)9天，施工中使用注漿量277.2m3，該施工方法施工進(jìn)度較快、施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，有效的遏制了無計(jì)劃揭露采空區(qū)，避免了老空水害及伴生瓦斯事故，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。立井通過采空區(qū)施工技術(shù)總結(jié)山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司梁愛堂吳春陽郝旭寧張輝趙瑞明1前言立井施工由于受施工環(huán)境制約，尤其是地表古窯、老窯、煤礦回采后的采空區(qū)和老巷道及小煤窯越界開采形成的采空區(qū)普遍存在積水和瓦斯問題，當(dāng)開掘巷道穿透采空區(qū)時(shí)，易造成采空積水突水事故或伴生瓦斯事故，影響了井巷施工安全，且采空區(qū)影響范圍較大，支護(hù)困難，也容易造成工程質(zhì)量事故和埋藏后期隱患事故，給礦山企業(yè)造成重大損失，給職工人身安全造成威脅。為了有效的防止采空水害和瓦斯事故發(fā)生，保障職工生命安全，一般處理采空區(qū)的方法為直接進(jìn)行鉆探后注漿，存在鉆探設(shè)計(jì)盲目，施工鉆孔數(shù)量較多，施工工期長(zhǎng)，不易精確控制采空區(qū)范圍等問題，同時(shí)也增加了施工成本，效率低下。結(jié)合我公司多年來從事立井施工的實(shí)踐,尤其是超前物探、立井優(yōu)選法探放水、立井預(yù)注漿堵水等方面的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套行之有效的、系統(tǒng)性立井通過采空區(qū)施工技術(shù)，主要是通過對(duì)采空區(qū)進(jìn)行超前物探，優(yōu)選法探放水，抽放瓦斯（抽排采空積水），施工預(yù)注漿鉆孔將混凝土注入采空區(qū)，以混凝土注滿采空區(qū)及影響范圍空隙，進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)，提高井筒堅(jiān)固程度。該工法在山西省陽泉固莊煤礦燕龕進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井和山西省清徐南嶺煤業(yè)回風(fēng)立井過采空區(qū)應(yīng)用中，有效的防止了立井水害事故及伴生瓦斯事故的發(fā)生，促進(jìn)了企業(yè)安全、和諧、高效，可持續(xù)發(fā)展，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會(huì)效益。該工法經(jīng)煤炭信息研究院查新，在檢索范圍內(nèi)，國(guó)內(nèi)未見有與本課題綜合研究?jī)?nèi)容相同的如技術(shù)要點(diǎn)及查新點(diǎn)所述通過物探超前探測(cè)、井下探放水、立井注漿堵水三者結(jié)合來充填和加固采空區(qū)，從而達(dá)到預(yù)防和控制立井水害事故及伴生事故發(fā)生的立井通過采空區(qū)施工技術(shù)的文獻(xiàn)報(bào)道。2技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2.1科學(xué)性，先進(jìn)性2.1.1按照《煤礦防治水規(guī)定》及《陽煤集團(tuán)“有掘必探，有采必探”實(shí)施辦法》，在井巷掘進(jìn)中堅(jiān)持“有掘必探”。首先，應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀對(duì)立井井筒壁外側(cè)30°范圍、北南向45°到-45°、東西向45°到-45°三個(gè)探測(cè)范圍超前探測(cè)，初步確定異常區(qū)域范圍。礦用瞬變電磁充分發(fā)揮瞬變電磁法探測(cè)效率高、對(duì)低阻異常體敏感等優(yōu)勢(shì)，將瞬變電磁法應(yīng)用到井下，通過對(duì)瞬變電磁場(chǎng)理論的研究，利用煤炭采空（塌陷）區(qū)、巖溶發(fā)育區(qū)、圍巖、斷層、破碎帶、溶洞充水等地質(zhì)現(xiàn)象的不同電阻率反映，實(shí)現(xiàn)對(duì)掌子面或迎頭以及巷道側(cè)幫、煤層頂、底板等前方的地質(zhì)現(xiàn)象、賦水區(qū)域進(jìn)行較精確成像。2.1.2其次，應(yīng)用KJH-D防爆探地雷達(dá)對(duì)異常區(qū)域進(jìn)行構(gòu)造探測(cè)，物探資料綜合分析進(jìn)一步確定異常區(qū)域性質(zhì)。探地雷達(dá)利用發(fā)射天線發(fā)射高頻寬帶電磁波脈沖，接收天線接收來自地下介質(zhì)的界面的反射波，電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過的介質(zhì)的電性性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，根據(jù)接收到波的旅行時(shí)間（雙程走時(shí)）、幅度與波形資料，可推斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)大小。探地雷達(dá)具有高探測(cè)分辨率和高工作效率的特點(diǎn)。2.1.3再次，制定立井過采空區(qū)探測(cè)施工措施，采用立井優(yōu)選法探放水，應(yīng)用ZDY1200S探放水鉆機(jī)施工探測(cè)鉆孔，查明異常區(qū)域賦水情況及有害氣體監(jiān)測(cè)，確定較精確的采空區(qū)范圍。鉆孔布置要求根據(jù)異常區(qū)域物探范圍，鉆孔終孔位置超出異常區(qū)域設(shè)計(jì)井筒壁5米。探測(cè)鉆孔施工過程中，瓦檢工每班觀測(cè)鉆孔瓦斯?jié)舛茸兓?，尤其是鉆孔施工接近物探異常區(qū)域時(shí)，加密觀測(cè)鉆孔孔口瓦斯?jié)舛茸兓?。由于前期物探確定了異常區(qū)域，施工探放水鉆孔數(shù)量較少，ZDY1200S鉆機(jī)最大扭矩1200Nm，給進(jìn)速度快，施工效率高。2.1.4鉆孔揭露采空區(qū)后，觀測(cè)孔口瓦斯?jié)舛群头e水情況。待掘進(jìn)至距采空區(qū)10米前停掘，首先利用ZDY1200S鉆機(jī)打8個(gè)注漿孔，然后在注漿孔內(nèi)安裝Φ108mm注漿鐵管，通過注漿鐵管向采空區(qū)內(nèi)充填混凝土，最后用注漿泵帶壓注入混凝土；注漿完畢后，注漿孔不能破壞，過48小時(shí)后經(jīng)相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行驗(yàn)收。2.1.5驗(yàn)收合格后，工作面布置6個(gè)驗(yàn)證鉆孔。原則是前期預(yù)注漿必須保證井筒周圍5m范圍內(nèi)注漿，井筒周圍2m范圍充實(shí)嚴(yán)密（注漿5m，驗(yàn)證2m）。注漿一側(cè)由遠(yuǎn)后近（由一側(cè)到井筒中心），兩側(cè)注漿完畢，直至將鉆孔完全封閉后再對(duì)注漿進(jìn)行效果檢驗(yàn)，檢查注漿效果和待掘區(qū)瓦斯情況。2.1.6解除安全隱患，恢復(fù)掘進(jìn)。2.2實(shí)用性，可行性超前物探確定異常區(qū)域、立井優(yōu)選法探放水和工作面預(yù)注漿三者系統(tǒng)性相結(jié)合，與傳統(tǒng)采空區(qū)封閉法相比較，施工效率更高，可操作性強(qiáng)，方法合理，成本較低，更好地預(yù)防和避免了立井揭露采空水患和伴生瓦斯有害氣體的危害。2.3安全性、效益性經(jīng)過實(shí)踐證明，有效地預(yù)防和控制了立井水害事故，保障了作業(yè)安全，改良了作業(yè)環(huán)境，取得了良好的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。3適用范圍立井過采空區(qū)施工工法適用于礦井中水文地質(zhì)類型分別為簡(jiǎn)單、中等和復(fù)雜條件下立井過采空區(qū)施工。也可適用于采空區(qū)發(fā)生事故后對(duì)立井檢修時(shí)采空區(qū)的施工。4技術(shù)原理4.1技術(shù)原理總結(jié)本技術(shù)的工藝原理是應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀和KJH-D防爆探地雷達(dá)進(jìn)行超前物探確定異常區(qū)，立井優(yōu)選法探放水進(jìn)一步精確異常范圍和排除積水和瓦斯有害氣體影響，在進(jìn)行工作面預(yù)注漿封堵采空區(qū)，加固采空影響區(qū)域，預(yù)防和控制水害事故及伴生事故的發(fā)生。4.1.1物探超前探測(cè)的理論基礎(chǔ)瞬變電磁法（TransientElectromagneticMethod，簡(jiǎn)稱TEM）是在發(fā)送回線上供一個(gè)電流脈沖方波，在方波后沿下降的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)向發(fā)射回線法線方向傳播的一次磁場(chǎng)，在一次磁場(chǎng)的激勵(lì)下，地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流，其大小取決于地質(zhì)體的導(dǎo)電程度，在一次場(chǎng)消失后，該渦流不會(huì)立即消失，它將有一個(gè)過渡(衰減)過程。該過渡過程又產(chǎn)生一個(gè)衰減的二次磁場(chǎng)向地質(zhì)體內(nèi)傳播，由接收回線接收二次磁場(chǎng)，該二次磁場(chǎng)的變化將反映地質(zhì)體的電性分布情況。如按不同的延遲時(shí)間測(cè)量二次感生電動(dòng)勢(shì)V(t)，就得到了二次磁場(chǎng)隨時(shí)間衰減的特性曲線。如果沒有良導(dǎo)體存在時(shí)，將觀測(cè)到快速衰減的過渡過程；當(dāng)存在良導(dǎo)體時(shí)，由于電源切斷的一瞬間，在導(dǎo)體內(nèi)部將產(chǎn)生渦流以維持一次場(chǎng)的切斷，所觀測(cè)到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的存在。應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀對(duì)立井井筒壁外側(cè)30°范圍、北南向45°到-45°、東西向45°到-45°三個(gè)探測(cè)范圍超前探測(cè)。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態(tài)下，其導(dǎo)電性特征在縱向上固定的變化規(guī)律，而在橫向上相對(duì)比較均一。當(dāng)斷層、裂隙和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育時(shí)，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化規(guī)律的存在，表現(xiàn)出巖石導(dǎo)電性的變化。當(dāng)存在構(gòu)造破碎帶時(shí)，如果構(gòu)造不含水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高；如果構(gòu)造含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體，解釋為相對(duì)賦水。同樣如果采空區(qū)不積水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高；如果采空區(qū)含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體，解釋為相對(duì)賦水。根據(jù)MTEM視電阻率擬斷面圖，綜合地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，可確定橫向、水平深度和垂向深度電性變化情況。探地雷達(dá)則是利用發(fā)射天線發(fā)射高頻寬帶電磁波脈沖，接收天線接收來自地下介質(zhì)的界面的反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過的介質(zhì)的電性性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，根據(jù)接收到波的旅行時(shí)間（雙程走時(shí)）、幅度與波形資料，可推斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)大小。4.1.2立井優(yōu)選法探放水的理論基礎(chǔ)立井優(yōu)選法探放水即是應(yīng)用探放水專用鉆機(jī)施工較少數(shù)量、一定角度和深度的地質(zhì)鉆孔，排除次要影響因素，查明標(biāo)定區(qū)域水文地質(zhì)和瓦斯賦存狀況。4.1.3立井注漿堵水的理論基礎(chǔ)立井注漿堵水即是在立井工作面應(yīng)用雙液注漿泵將注漿液通過注漿鉆孔壓入采空區(qū)空間及圍巖裂隙內(nèi)，在一定范圍內(nèi)凝固膠結(jié)，起到堵水和加固作用。5工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程5.1.1物探工藝為了保證立井掘進(jìn)施工安全，應(yīng)用礦井瞬變電磁技術(shù)和探地雷達(dá)技術(shù)對(duì)立井施工項(xiàng)目進(jìn)行超前探測(cè)，本工法以山西省陽泉固莊煤礦進(jìn)風(fēng)井為例進(jìn)行工藝說明。物探單位在進(jìn)風(fēng)立井井筒深度68米處對(duì)掘進(jìn)區(qū)域方向進(jìn)行賦水性超前探測(cè)和構(gòu)造探測(cè)。1瞬變電磁物探布點(diǎn)以井筒中線為基準(zhǔn)線，北-南向和東-西向探測(cè)角度與中線夾角為45°、30°、15°、0°、-15°、-30°、-45°分別進(jìn)行探測(cè)。其次，井筒圓周探測(cè)，探測(cè)線框與井壁垂直夾角為,60度，圓周每隔30°取點(diǎn)一次，共計(jì)取點(diǎn)27個(gè)。瞬變電磁布點(diǎn)圖見圖5.1.1-1。圖5.1.1-1瞬變電磁布點(diǎn)圖2探地雷達(dá)物探布線井筒斷面東西向布置與南北向垂直的探測(cè)縱向剖面共計(jì)8條測(cè)線，測(cè)帶長(zhǎng)度5m、4m、3m、2m。采集時(shí)，掘進(jìn)面平整度一般，對(duì)數(shù)據(jù)成果有一定的影響。主要是探測(cè)工作面前方30m內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況。探地雷達(dá)布線見圖5.1.1-2。圖5.1.1-2探地雷達(dá)布線圖3探測(cè)成果立井瞬變電磁探測(cè)成果見圖5.1.1-3，立井探地雷達(dá)探測(cè)成果見圖5.1.1-4。圖5.1.1-3立井瞬變電磁探測(cè)成果異常區(qū)異常區(qū)圖5.1.1-4立井探地雷達(dá)探測(cè)成果圖5.1.2探測(cè)鉆孔工藝首先應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀和KJH-D防爆探地雷達(dá)進(jìn)行超前物探確定異常區(qū)，然后應(yīng)用ZDY1200S探放水鉆機(jī)距離進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)10m處施工探測(cè)鉆孔，查明異常區(qū)域賦水情況及有害氣體監(jiān)測(cè)，確定較精確的采空區(qū)范圍。1采空區(qū)探測(cè)鉆孔工藝工作面距進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)10米時(shí)，對(duì)開挖面前方地質(zhì)異常區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。鉆孔直徑φ90，鉆孔9個(gè)，鉆孔鉆透采空區(qū)底板1m，探測(cè)孔超出井筒輪廓線外15m。探測(cè)鉆孔布置圖見5.1.2-1。圖5.1.2-1探測(cè)鉆孔布置圖

2采空區(qū)探測(cè)結(jié)論根據(jù)鉆探數(shù)據(jù)資料，確定3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)鉆孔進(jìn)入進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)，采空區(qū)走向?yàn)闁|西方向，穿過井筒內(nèi)部約1/3左右；位于井筒北幫處，高度約2.5m。采空區(qū)內(nèi)無老空水，然后進(jìn)行空氣成分化驗(yàn)，確認(rèn)氣體無害及瓦斯含量不大于0.7%，堵孔后方可繼續(xù)進(jìn)行施工。瓦斯超限處理措施見表5.1.2-2表5.1.2-2工作面內(nèi)瓦斯?jié)舛认拗浦导俺尢幚泶胧┍淼攸c(diǎn)限值超限處理措施低瓦斯工區(qū)任意處0.7%超限處20m范圍內(nèi)立即停工，查明原因，加強(qiáng)通風(fēng)監(jiān)測(cè)局部瓦斯積聚（體積大于0.5m3）5.0%附近20m加強(qiáng)通風(fēng)5.1.3注漿工藝1采空區(qū)注漿鉆孔根據(jù)物探超前探測(cè)報(bào)告及井下優(yōu)選法探放水施工資料顯示，進(jìn)風(fēng)井采空區(qū)走向?yàn)闁|西方向，穿過井筒內(nèi)部約1/3左右，位于井筒北幫處，高度約2.5m。工作面距采空區(qū)10米時(shí)，首先利用ZDY1200S鉆機(jī)打8個(gè)注漿孔，鉆孔直徑φ133mm，鉆孔8個(gè)，鉆孔鉆透采空區(qū)底板1m，注漿孔超出井筒輪廓線外5m。注漿鉆孔平、剖面圖見圖注漿孔數(shù)量的計(jì)算公式為N=π（D-2A）/L（公式5.1.3-1）式中N——注漿孔數(shù)，個(gè)D——井筒凈直徑，mA——孔口管與井壁距離，mL——孔間距，m圖5.1.3-1注漿鉆孔平、剖面圖2布眼、埋管工作面向采空區(qū)注漿時(shí)，使用ZDY1200S型鉆機(jī)，配中空六方鋼釬(1.5m)ф133mm“一”字型合金鉆頭造孔鉆探。并埋設(shè)Φ108mm注漿鐵管，管口纏以麻絲后將注漿管放入注漿孔內(nèi)，外露不大于50mm，孔口管周圍用混凝土封堵。施工中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)加大造孔密度、深度及埋管方式外，還需調(diào)整材料配比和注漿參數(shù)。3采空區(qū)注漿工藝施工區(qū)域內(nèi)的采空區(qū)為小窯采空區(qū)，回采率低，采空區(qū)具有隱蔽性和復(fù)雜性。豎井采空區(qū)治理除加固豎井圍巖、阻隔采空區(qū)積水與豎井范圍的水力聯(lián)系外，考慮到漿液的凝固時(shí)間和工期、天氣因素，對(duì)采空區(qū)充填加固。1）注漿系統(tǒng)注漿系統(tǒng)由料場(chǎng)、攪拌機(jī)、漿液池、供水系統(tǒng)、注漿泵(HS-6)、壓力表、封孔裝置、注漿管道（Φ108mm）等組成。2）施工工藝要求首先向采空區(qū)注入馬麗散，馬麗散是一種低粘度，雙組分合成高分子——聚亞胺膠脂材料，采用高壓灌注進(jìn)行封堵時(shí)，當(dāng)樹脂和催化劑摻在一起時(shí)反應(yīng)或遇水產(chǎn)生膨脹，本身反應(yīng)或發(fā)泡生成多元網(wǎng)狀密彈性體的特征，高壓推力將馬麗散壓入采空區(qū)內(nèi)，當(dāng)它被高壓推擠，在遇水后（摻水）時(shí)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生膨脹，從而形成隔離帷幕，達(dá)到封閉采空區(qū)效果。再隔離帷幕形成后，向隔離帷幕內(nèi)注入混凝土，固化采空區(qū)。采空區(qū)注漿施工工藝流程圖如圖5.1.3-2。定點(diǎn)定點(diǎn)成孔及下套管下注漿管、澆鑄孔口管灌漿終止灌漿觀察注漿情況攪制漿液備料圖5.1.3-2采空區(qū)注漿工藝流程圖3）注漿材料的配制漿液配制按設(shè)計(jì)漿液配合比進(jìn)行。水用定量容器計(jì)量，水泥按袋計(jì)量。注漿材料配比工序圖見圖5.1.3-3。水泥水泥攪拌機(jī)漿液池注漿泵鉆孔水玻璃水碎石圖5.1.3-3注漿材料配比工序圖注漿材料混凝土、水泥-水玻璃漿液材料組成。每次攪拌時(shí)間不少于3分鐘。水泥和符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的42.5#普通硅酸鹽水泥；碎石選用5-10mm；施工拌制用水采用飲用水符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》；速凝劑選用水玻璃。4）混凝土配比采空區(qū)注漿使用混凝土充填，配比如下:重量比：水泥、碎石、水、水玻璃=3:7:10:0.3水泥選用P.O42.5復(fù)合硅酸鹽水泥。碎石選用5-10mm。外加劑：速凝劑（用量根據(jù)實(shí)際注漿情況而定）5.1.4采空區(qū)效果驗(yàn)證1采空區(qū)驗(yàn)證鉆孔待注漿封閉后在井筒空巷充填處施工效果檢驗(yàn)孔，利用ZDY1200S鉆機(jī)布置6個(gè)探孔（空巷充填處）進(jìn)行探測(cè)，直徑為133mm。效果檢驗(yàn)孔超出井筒輪廓線外2m，檢驗(yàn)空巷封堵嚴(yán)密。效果檢驗(yàn)孔要求巖芯采取率達(dá)到60%以上，在取芯過程中對(duì)孔內(nèi)漏水段，及軟弱段的孔深，深度作一詳細(xì)的記錄；并將取出的巖芯進(jìn)行分析，對(duì)不同深度的巖體裂隙固結(jié)程度進(jìn)行分析斷定，對(duì)本次采空區(qū)填充及塌陷區(qū)擠密提供有效的技術(shù)參數(shù)。采空區(qū)驗(yàn)證鉆孔平、剖面圖見圖5.1.4-1。圖5.1.4-1采空區(qū)驗(yàn)證鉆孔平、剖面圖經(jīng)過全孔取芯鉆孔的依據(jù)和巖心采取分析，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采空區(qū)充填嚴(yán)密。2抽放鉆孔形成注漿帷幕后，若存在瓦斯有害氣體超限情況，必須施工瓦斯抽放鉆孔，抽放瓦斯及其他有害氣體。抽放鉆孔布置見圖5.1.4-2。圖5.1.4-2抽放鉆孔布置圖5.1.5過采空區(qū)掘進(jìn)施工過程中采用短掘短支作業(yè)方式，普通鉆爆法施工。距施工至采空5m時(shí)采取探三進(jìn)一放小炮的方法進(jìn)行施工掘進(jìn)。臨時(shí)支護(hù)采用錨網(wǎng)噴一次支護(hù)，要對(duì)采空區(qū)及采空區(qū)頂、低板上、下5m范圍內(nèi)的井壁及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)；采用錨索、錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)，錨索規(guī)格為φ17.8×5000mm，間排拒為2000×2000mm；錨桿選用φ20×2400mm的螺紋鋼錨桿，間、排距為1000×1000mm；鋼筋網(wǎng)規(guī)格900×3000mm，網(wǎng)格100×100mm；噴射混凝土噴厚不少于100mm。然后進(jìn)行混凝土永久支護(hù)，安全通過采空區(qū)。5.2操作要點(diǎn)5.2.1物探超前探測(cè)物探工作布置、參數(shù)確定、檢查點(diǎn)數(shù)量和重復(fù)測(cè)量誤差、資料處理等，應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。物探工作人員具有一定的礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)知識(shí)，并經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，考試合格后方可持證上崗。并掌握所用物探手段的工作方法和儀器設(shè)備的使用，并了解儀器設(shè)備的保養(yǎng)和管理制度。由于物探手段本身可能受多方面因素的制約和影響，存在多解性，其測(cè)試結(jié)果往往帶有一定的局限性。1物探應(yīng)是全方位探測(cè)。根據(jù)地質(zhì)任務(wù)滿足探測(cè)范圍井筒壁外側(cè)30°范圍。2礦井瞬變電磁儀應(yīng)在本區(qū)已知的積水地段進(jìn)行試驗(yàn)，得出該儀器的有效探測(cè)距離和施工參數(shù)。3每次物探超前探測(cè)完成后8小時(shí)內(nèi)提交物探初步報(bào)告，3日內(nèi)提交物探正式報(bào)告。物探報(bào)告審查后存檔備案。4超前探測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)書應(yīng)包括以下內(nèi)容：1)工作的目的、任務(wù)、范圍、期限和測(cè)區(qū)位置。2)測(cè)區(qū)地質(zhì)資料分析、環(huán)境地質(zhì)及相關(guān)的地質(zhì)特征，地形、地貌與水文地質(zhì)、工程地質(zhì)概況。3)方法選擇及依據(jù)，技術(shù)要求，工作方法有效性分析，現(xiàn)場(chǎng)工作的布置及工作量估算。4)探測(cè)工作布置圖。5)施工組織及工作進(jìn)度計(jì)劃。6)作業(yè)質(zhì)量保證措施。7）存在的問題與對(duì)策。8）擬提交的成果資料。5.2.2井下優(yōu)選法探放水物探異常區(qū)、已知采空積水區(qū)、超前探測(cè)鉆孔發(fā)生涌水等，需進(jìn)行探放水時(shí)，必須編制專門的探放水設(shè)計(jì)。確定探放水警戒線，并采取防止瓦斯和其他有毒、有害氣體威脅等安全技術(shù)措施。探水眼的布置和超前距離，根據(jù)水頭高低、煤（巖）層厚度和硬度等確定。探放水設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括：1探放水區(qū)域的水文地質(zhì)條件。包括老空積水范圍、積水量、水頭高度（水壓）、正常涌水量，老空與上下采空區(qū)、相鄰積水區(qū)、地表河流、建筑物及地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，以及積水區(qū)與其它充水含水層的水力聯(lián)系程度等。2探放水巷道的開掘方向、施工次序、規(guī)格和支護(hù)形式。3探放水鉆孔的組數(shù)、個(gè)數(shù)、方向、角度、深度、施工的技術(shù)要求和采用的超前距、幫距。4明確探放水止水套管的長(zhǎng)度、封孔工藝及耐壓試驗(yàn)要求。5.2.3立井注漿堵水1注漿前，首先用水沖洗管路(或鉆孔)，檢查注漿孔中是否暢通，有無堵塞現(xiàn)象，以利注漿。2注漿系統(tǒng)至少配有可調(diào)注漿泵兩臺(tái)，其中一臺(tái)備用。通向各個(gè)注漿孔口裝置的管路要用高壓膠管。膠管之間用快速接頭連接。選用膠管能承受的最大壓力應(yīng)為最大泵壓的兩倍以上。5.2.4防排水設(shè)施。主要包括：水閘門、水閘墻的設(shè)計(jì)以及水倉(cāng)、水泵、管路、水溝等排水系統(tǒng)能力的具體安排。5.2.5注漿前，先沖洗鉆孔，水流暢通后接上注漿管，打開各處閘閥并記下流量計(jì)的讀數(shù)，然后通知送漿。5.2.6注漿期間，注漿工應(yīng)密切注意管路及各處閥門的情況。發(fā)現(xiàn)堵孔或管路漏漿時(shí)，應(yīng)首先通知停止送漿，同時(shí)派人關(guān)閉上一道閥門，然后進(jìn)行處理。正在注漿的鉆孔，如發(fā)現(xiàn)進(jìn)漿不正常，應(yīng)暫停注漿用清水沖洗管路。5.2.7注漿時(shí)，不要在高壓膠管附近停留，以防止管子崩壞傷人。5.2.8注漿過程中要做好下列檢查：1檢查注漿口出水的大小、水溫的高低，有害氣體等，并做好記錄。2檢查觀測(cè)孔出漿、各孔間竄漿情況。3檢查泄水閘門完好情況、水管的暢通情況等。5.2.9要根據(jù)注漿中的情況，隨時(shí)調(diào)整混凝土配比及注漿延續(xù)時(shí)間。如鉆孔屬于連續(xù)升壓，則應(yīng)連續(xù)注漿，直到達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。5.2.10注漿人員要時(shí)刻注意：當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常(如壓力突然增大、注漿管跳動(dòng)劇烈等)時(shí)，要立即停機(jī)，進(jìn)行檢查處理。5.2.11注漿系統(tǒng)的運(yùn)行要與造漿系統(tǒng)一起集中管理，開始注漿后，泵工應(yīng)注意觀察泵壓，發(fā)現(xiàn)異常立即通知施工指揮。注漿過程中，龍頭要一直搖動(dòng)避免堵塞。注漿管路要有專人來回巡視。6材料設(shè)備6.1主要材料設(shè)備6.1.1本工法在工作面預(yù)注漿過程中，施工過程是不可間斷的，自注漿開始就必須一次性完成，所以要求材料要充足有余，注漿設(shè)備要備足易損件，以防設(shè)備損壞能及時(shí)、快速的修復(fù)使用。6.1.2本工法中無需特別說明材料，主要設(shè)備、機(jī)具見表6.1.2-1。表6.1.2-1主要設(shè)備、機(jī)具序號(hào)名稱表格型號(hào)單位數(shù)量備注1瞬變電磁儀YCS256臺(tái)1防爆本安型2探地雷達(dá)KJH-D防爆型臺(tái)1或RAMAC/GKP型3專用探水鉆機(jī)ZDY1200S型臺(tái)2根據(jù)孔深確定4鉆桿Φ65mm米100根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用5鉆頭Φ133mmΦ90mm個(gè)5根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用6壓力表意大利OR個(gè)1專用水壓表7孔口管、導(dǎo)水管Φ108mm米10根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用8控制開關(guān)GGD2-39臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用9饋電開關(guān)QBZ-80臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用10局部通風(fēng)機(jī)FBD.NO6.3/2×30臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用11防爆電話KTH107部2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用12止水套管閥門Z41H個(gè)10根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用13注漿泵ZBY3/7.0-11臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用14攪拌機(jī)LJ-300Q臺(tái)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選用7質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)《鉆井井筒永久支護(hù)通用技術(shù)條件》（MT/T518－1995《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ213-90）《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（MT5009-94）《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》（AQ1083-2011）7.2物探超前探測(cè)質(zhì)量要點(diǎn)7.2.1礦井瞬變電磁法勘探受井下金屬儀器設(shè)備（采煤機(jī)械、變壓器、金屬支架等）的影響較大，立井施工場(chǎng)地，金屬設(shè)備及矸石較多，對(duì)勘探數(shù)據(jù)影響較大，需要提前清理場(chǎng)地，并且在資料處理解釋中進(jìn)行校正或剔除不良數(shù)據(jù)。7.2.2應(yīng)用YCS256礦用防爆瞬變電磁儀必須對(duì)立井井筒壁外側(cè)30°范圍、北南向45°到-45°、東西向45°到-45°三個(gè)探測(cè)范圍超前探測(cè)，物探操作前必須由測(cè)繪人員進(jìn)行定向，確保物探范圍。7.2.3應(yīng)用KJH-D防爆探地雷達(dá)超前探測(cè)待掘區(qū)前，必須清理好工作面，盡可能保證工作面平整、無矸石堆積。采集數(shù)據(jù)時(shí)要保證天線板緊貼工作面，保持?jǐn)?shù)據(jù)圖像清晰。7.3物探超前探測(cè)控制措施7.3.1按照規(guī)范制定物探超前設(shè)計(jì)，合理組織，專人統(tǒng)一指揮，技術(shù)人員負(fù)責(zé)質(zhì)量工作，做好技術(shù)措施貫徹交底工作。7.3.2物探專業(yè)人員操作，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，可反復(fù)多采集幾次數(shù)據(jù)，剔除人為操作影響。7.4立井優(yōu)選法探放水質(zhì)量要點(diǎn)7.4.1根據(jù)物探成果，劃定異常區(qū)域，制定立井探放水設(shè)計(jì)和施工安全措施。7.4.2由測(cè)繪人員現(xiàn)場(chǎng)確定探放水鉆孔施工方位角和傾角，安裝鉆孔測(cè)斜儀，防止鉆桿偏移。7.5立井優(yōu)選法探放水控制措施7.5.1認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)行技術(shù)交底，學(xué)習(xí)安全規(guī)程和技術(shù)措施，分析作業(yè)條件，對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)行預(yù)防性控制。7.5.2探放水設(shè)施、設(shè)備的工作原理，掌握其操作要領(lǐng)，維護(hù)保養(yǎng)和排除故障的技能。7.5.3建立質(zhì)量獎(jiǎng)罰