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導(dǎo)水陷落柱突水淹井綜合治理技術(shù)

作者:趙蘇啟 武強(qiáng) 郭啟文 崔芳鵬  
評論: 更新日期:2010年11月11日



????3.2建立止水塞技術(shù)

????查清陷落柱的基本形態(tài)后,沿陷落柱的邊緣鉆進(jìn)至一定深度后導(dǎo)斜進(jìn)入陷落柱,在可采煤層之下一定深度建造一定厚度的止水塞,切斷奧灰水與煤系地層的水力聯(lián)系。適用條件:突水構(gòu)造基本確定,在巷道截流技術(shù)不能快速封堵成功的情況下,采取止水塞封堵方法。關(guān)鍵技術(shù):首先要判斷確定陷落柱的構(gòu)造位置,再利用定向?qū)奔夹g(shù),使鉆孔的軌跡沿陷落柱的邊緣鉆進(jìn),到一定深度后再導(dǎo)斜進(jìn)入陷落柱;定向?qū)便@探技術(shù)的成功是決定堵水成功的關(guān)鍵。

????皖北任樓煤礦199634日發(fā)生特大陷落柱突水,最大突水量達(dá)到576 m3/min,從發(fā)生滴淋水到淹井僅8.5h。淹井后,考慮到突水點(diǎn)附近巷道為煤巷,利用巷道截流后不能確保礦井排水后巷道截流的安全可靠性,為盡快恢復(fù)生產(chǎn),制定了在陷落柱中建立止水塞快速切斷水源的方案。止水塞的位置選在最下部可采煤層以下1575m砂巖段,厚60m。沿陷落柱邊緣施工的4個(gè)鉆孔,從不同方向?qū)边M(jìn)入陷落柱進(jìn)行注漿,注入7600t水泥后,經(jīng)計(jì)算60m“止水塞附近的細(xì)小裂隙也起不到加固作用。為了對止水塞進(jìn)行加固,實(shí)施在副井引流排水,各注漿孔正常游資,并根據(jù)副井和長觀孔的水位調(diào)節(jié)注漿量。引流注漿期間又注入水泥7432t,各注漿孔均達(dá)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),副井水位已排至井底,堵水率達(dá)100%。本工程工施工探查孔5個(gè),截流孔1個(gè),注漿孔5個(gè),檢查加固孔2個(gè),注料130 m3,注水泥15032t,實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年突水,當(dāng)年治理,當(dāng)年恢復(fù)生產(chǎn)。

????3.3陷落柱三段式堵水技術(shù)

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陷落柱突水后,在頂部留下空洞,并且在動(dòng)水條件下,打鉆先命中陷落柱頂部的空洞,充填骨料將動(dòng)水流變?yōu)闈B透流,再在陷落柱下部建立止水段和加固段,俗稱三段式堵水技術(shù)。

????198462日,開灤范各莊煤礦2171工作面發(fā)生特大陷落柱突水,最大突水量達(dá)2053 m3/min,全礦停產(chǎn),同時(shí)造成呂家索和林西礦淹井,與其相鄰的趙各莊礦、唐家莊礦也受到地下水的嚴(yán)重威脅。經(jīng)勘探查明,該陷落柱體積大,柱內(nèi)水流速度快,頂部又有空洞,決定采用上部灌注骨料充填壓實(shí),中部注漿堵截通道,下部充填灌注攔截水源的三段式綜合治水技術(shù)。首先對陷落柱頂部832m高的空洞充填骨料30681 m3,通過充填骨料使得陷落柱中被水流沖動(dòng)的破碎巖塊在上部荷重加大的情況下,得到壓實(shí)增加阻水能力;上部充填骨料完成之后,在12 #煤層以下到唐山灰?guī)r之間,該段高100m左右,這一段的注漿孔在400m深處進(jìn)入陷落柱,用下行法注漿到500m左右;由于開始在動(dòng)水條件下注漿,故從下部奧灰含水層部位進(jìn)行充填骨料,以增加阻力,攔截水源,降低流速,為中段注漿堵水創(chuàng)造條件,并對中段的堵水塞起到支撐、防止松動(dòng)坍塌破壞作用。本工程共打鉆24829 m,注水泥62900t,砂子4756 m3,石碴25925 m3,水玻璃4269t,粉煤灰300t,合計(jì)注入約100000 m3的充填物,堵水效果100%。

????3.4直接封堵技術(shù)

????陷落柱的發(fā)育高度較低時(shí),一般發(fā)育高度到奧灰上部的石炭紀(jì)地層,可直接從地面打鉆命中陷落柱采用下行法直接注漿。

????河南安陽銅冶礦1965年發(fā)生的陷落柱突水,最大突水量為23 m3/min,造成全井淹沒。突水后直接在陷落柱的上部打鉆,命中陷落柱后,通過鉆孔充填砂石形成砂墊后進(jìn)行注漿加固。為了封堵陷落柱體內(nèi)的形態(tài)多樣和大小不一的空隙,通過不同位置的鉆孔和同一鉆孔的不同深度反復(fù)多次灌注砂石和水泥漿,共注入砂石1622 m3,注入水泥2454t,堵水率100%,這種注漿工藝適合于靜水條件下巖溶陷落柱的導(dǎo)水通道注漿。

????3.5反流注漿技術(shù)

????陷落柱的突水在截流基本成功后,為了減少打鉆的數(shù)量,加快堵水進(jìn)程,在陷落柱構(gòu)造范圍不確定的情況下,可在截流堵水段與突水陷落柱之間打12個(gè)鉆孔,通過下行法加壓注漿返流加固陷落柱的空隙。

????輝縣市吳村煤礦32031工作面19991115日發(fā)生隱伏陷落柱突水,最大突水量40m3/min,突水后陷落柱沖出的巖石被碎物堵死了下副巷,突水從上副巷流入一水平。工程布置3個(gè)鉆孔,其中注1孔布設(shè)在工作面上安全口下側(cè)3m處,主要是打中棚架區(qū)進(jìn)行骨料注漿,對上副巷進(jìn)行截流,迅速降低水量,防止全井淹沒,使水流由管道流變?yōu)闈B透流;查1孔布設(shè)在上安全口下側(cè)20m處突1附近,查2孔布設(shè)在工作面下安全口上5m處突2附近。在注1孔截流成功后利用查1和查2孔進(jìn)行了返流注漿,注1孔注骨料1123m3,注水泥307t;查1孔注骨料100m3后,突水點(diǎn)水量已減少了32m3/min;查1孔和查2孔利用注1孔截流成功后分別返流注入水泥405t1561t,井下突水點(diǎn)封堵成功,堵水率達(dá)100%。工程累注骨料1535m3,累注水泥2273t,時(shí)間僅用70天(扣除天氣、工農(nóng)關(guān)系、停電等因素影響),創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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