永華二礦12041上底板巖巷是12采區(qū)的巖石集中巷,東部鄰近12采區(qū)皮帶下山,與開采區(qū)域距離較遠(yuǎn),北、西方向均為未采煤層。由于地質(zhì)資料較少,前方地層和構(gòu)造情況不明,堅持公司“立足掘進、有掘必探、先探后掘、長探短掘、有水必注”的治水方針,探明前方可能存在的斷層及富水區(qū)域?qū)κ┕さ挠绊?,并對斷層及富水區(qū)進行注漿封堵裂隙,加固巷道底板?,F(xiàn)決定在12041底板巖巷向西繼續(xù)循環(huán)探放水。
一、目的
探明12041底板巖巷可能存在的斷層水,利用鉆孔將12041底板巖巷探明前方巷道掘進區(qū)域的賦水情況,并提前采取有效措施,注漿封堵裂隙,加固巷道底板,保證礦井安全生產(chǎn)。
二、位置
12041底板巖巷向西掘進至Fa斷層邊界,在12041底板巖巷掘進過程中始終要堅持“有掘必探、先探后掘”。(詳細(xì)位置見12041底板巖巷平面圖)。
三、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
該巖巷是沿太原組上段L7灰?guī)r布置的巖石集中巷。巖巷上部為二1煤層底板細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及太原組泥巖、L8灰?guī)r,一般不含水,下部為太原組中段砂泥巖段,為較好的隔水層。L7灰?guī)r厚度約7~11米,含水性不均一,局部有巖溶發(fā)育。
該區(qū)域受Fa斷層影響,地質(zhì)條件中等,總體為單斜構(gòu)造,局部因斷層影響而有所起伏,但波幅不大。
該巖巷水文地質(zhì)條件中等,主要充水水源為因斷層而連通的下伏承壓含水層。水量不均一,涌水量變化較大,有突水危險,依據(jù)水文觀測孔測得此巷道奧灰水壓3.16Mpa。
四、鉆孔布置
按照有疑必探,先探后掘的原則,對可疑斷層超前探放水,從起始點開始循環(huán)探放水,每次超前鉆探150m,鉆孔沿掘進前方及下方布置,底板方向的鉆孔布置兩個,鉆孔在水平方向小角度布置,中心孔方位為巷道掘進的方向,兩幫鉆孔與中心鉆孔夾角8o,在確保不受水害威脅后,才可以繼續(xù)掘進,并在前一次探水的位置前方120米處停止掘進,進行下一個循環(huán)的打鉆探放水,否則不得擅自掘進。
根據(jù)《煤礦防治水工作條例》要求沿巖層探巖層水或斷層水鉆孔水壓大于3Mpa時,超前距應(yīng)大于20m,現(xiàn)取超前距為30m,幫距為21m。即在前一次探水的位置前方120米處停止掘進,進行下一個循環(huán)的打鉆探放水,否則不得擅自掘進。
根據(jù)該巖巷實際情況,布置鉆孔如附圖《12041探放水鉆孔布置圖》,鉆孔參數(shù)見《12041探放水鉆孔參數(shù)表》。
施工中要先施工1號孔,再施工2號孔、3號孔。鉆孔以133㎜孔徑開孔,鉆至孔深16米換徑75㎜至終孔。
鉆進中鉆具的組合:(1)、開孔鉆進采用φ133mm金鋼石復(fù)合片鉆頭鉆進,孔口管為φ108mm×2m無縫鋼管,用水泥—水玻璃漿液固孔。(2)、正常鉆進采用φ63.5×1.5m鉆桿,每根相連,底部終端φ75mm金鋼石復(fù)合片鉆頭鉆進,探明掘進前方水文地質(zhì)情況。
套管結(jié)構(gòu)為:從孔口至孔深16米下Φ89㎜套管,套管口須高出孔口100㎜,注漿固結(jié)套管,并做耐壓試驗,檢測套管固結(jié)效果,套管固結(jié)良好后,方可重新鉆進,否則,須重新注漿。孔深16米以深為裸孔。
五、注漿壓力及漿液性質(zhì)
依據(jù)水文觀測孔測得12041底板巖巷奧灰水壓3.16Mpa。
1、孔口管做耐壓試驗不低于8MPa,套管長度為16m。
2、鉆孔注漿終壓不低于7MPa,鉆到終孔無水時可用雙液漿按要求封孔。
3、漿液性質(zhì)
(1)固結(jié)套管水泥凝固24小時后,方可透孔復(fù)鉆,復(fù)鉆至16米,必須做耐壓試驗,檢測套管固結(jié)效果。壓水壓力不得小于6Mpa, 測壓時間須達(dá)30分鐘以上,孔口管外無滲漏,方為合格。套管固結(jié)效果不好,要重新注漿,直至套管固結(jié)良好為止。若單液注漿效果不好,可改用雙液注漿,加入合適比例的玻璃水,加快水泥凝固速度。
(2)探水孔出水注漿時,以單液漿為主,根據(jù)注漿情況調(diào)整注漿濃度級別。
(3)孔口管試壓結(jié)束后,進行鉆進深度達(dá)到30m時,停止鉆進,起鉆進行注漿試壓。其目的是為了對巖層裂隙進行充填加固,防止出水時巖壁底板跑水跑漿,給施工造成影響。
利用2吋厚壁管、高壓法蘭盤連接作為注漿管路經(jīng)立井輸送漿液到打鉆地點與出水鉆孔連接,實現(xiàn)大壓力大流量注漿,達(dá)到注漿封堵的目的。注漿材料以425#硅酸鹽水泥為主,在吸漿量較大時根據(jù)情況加入30%玻璃水實現(xiàn)雙液注漿,在吸漿量很大時根據(jù)需要加入骨料,骨料由粗到細(xì)(黃豆、鋸末、海帶絲等)。
注漿壓力及注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):
根據(jù)有關(guān)參數(shù)要求注漿壓力一般選擇靜水壓力的2至2.5倍,考慮本地區(qū)的水壓,最終壓力選擇在不小于7Mpa。注漿終量達(dá)到為50-60L/min,方可結(jié)束注漿。
4、注漿系統(tǒng)
(1)、由地面注漿站,安裝2TGZ-120/105注漿泵一臺,通過高壓泵、高壓管經(jīng)立井壓入12041底板巖巷鉆場。經(jīng)泥漿泵(泥漿泵用一備一,共備兩臺)將水泥漿注入鉆孔。
(2)、注漿過程要嚴(yán)格漿液濃度的配比,每小時檢查一次濃度,達(dá)不到要求及時調(diào)整,漿液配比要達(dá)到設(shè)計要求,水泥漿比重1.35~1.38 t/m3。
(3)、井下注漿設(shè)備檢修要到位,管路連接要可靠,注漿時不得出現(xiàn)管路變形、堵塞、跑漿、傷人等事故。
(4)、利用地面注漿站注漿,注漿前必須對各種注漿管路、設(shè)備進行檢修,保障注漿系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。保證孔口管封孔質(zhì)量、孔口管與注漿管連接質(zhì)量,方可進行注漿。
(5)、注漿結(jié)束前應(yīng)盡量把注漿管路內(nèi)的漿液壓入孔內(nèi),注漿結(jié)束后及時沖冼管路,把注漿管中殘余水泥沖冼干凈,運用大泵量沖洗時間不少于60分鐘,防止管路堵塞,必須及時沖冼管路或并沖冼干凈。沖冼的廢漿液要妥善管理,在鉆場附近設(shè)沉淀池,每班及時清理,不允許巷道內(nèi)漿液流散。
六、操作措施
(一)操作前準(zhǔn)備
1、入井前應(yīng)檢查機械設(shè)備是否可靠,不得帶故障下井。
2、檢查鉆桿、鉆頭等磨損是否超限,鉆桿是否彎曲,鉆(桿)具是否有微小裂隙(縫)。
3、根據(jù)設(shè)計要求帶足本項鉆探工程所需的器材、工具、材料等。
(二)設(shè)備運輸注意事項
1、鉆機應(yīng)經(jīng)機電科安排機電隊檢查防爆性能合格后,方可入井。
2、鉆機在軌道上運輸時,要重心平穩(wěn),不得前傾后仰,不得超高、超寬,兩頭做好防碰撞設(shè)置。
3、鉆機在車上運輸時,必須捆綁結(jié)實,不得超長、超寬、超高、超重,否則應(yīng)解體裝車并符合井下運輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定。高瓦斯礦井井下運輸時,車兩頭應(yīng)設(shè)置軟墊,以免碰撞產(chǎn)生火花。拆下的零件要用有蓋的箱子裝好,容易丟失的零件由鉆工自帶。