二五煤柱(上)工作面底板注浆改造工程总结及效果评价报告

河南焦煤能源有限公司演马庄矿

二五煤柱（上）工作面底板注浆改造工程总结

及效果评价报告

演马庄矿地测科 2016年11月

二五煤柱（上）工作面底板注浆改造工程总结及效果评价报告

一、工作面基本情况

二五煤柱（上）工作面东为1506、1508工作面采空区，西为1507、1509回采工作面采空区，南为F39、F102断层及二五轨道煤柱回采工作面，北为东大巷。工作面标高 -59.4～-95.0m，走向长度174～192m，平均183m，倾斜长度1～199m，平均194m;二1煤层总厚度平均5.0m，走向N42°～47°E，倾向南东，倾角5°～13°。

工作面主要充水水源为顶板砂岩水及底板L8灰岩水。顶板砂岩在该区富水性较弱，工作面回采过程中顶板会有滴淋水；底板L8灰岩平均厚9.9m，局部岩溶裂隙发育，富水性较强，上距二1煤层底板16.5m，水压0.9～1.2MPa，突水系数0.055～0.073MPa/m。

二五煤柱（上）运输巷掘进过程中在11点前3m处揭露有F49断层，走向S17°E，倾向东，倾角57°，落差0.6m，其向工作面内部延展长度约80m，对工作面回采影响较小；

运输巷加点前40m处揭露有F127断层，走向N21°E，倾向南东，倾角60°，落差1.0m，其向工作面内部延展长度约70m，对工作面回采影响较小；

运输巷22点前19m处揭露有F278断层，走向N72°E，倾向北，倾角60°，落差0.6m，对工作面回采无影响；

切眼加点前30m处揭露有F277断层，走向N4°E，倾向东，倾角60°，其向

工作面内部延展长度约17m，落差0.5m，对工作面回采影响较小；

工作面内部预计有F49-1断层，走向N0°E，倾向东，倾角65°，落差1.5m，该断层在掘进中未揭露，预计其在工作面内部延展长度约100m，对工作面回采影响较大；

二、防治水工程施工前的准备工作 1、工程设计依据、矿总工程师签审情况

（1）设计的依据

依据《焦煤集团精细地质工作管理办法（试行）》相关规定编制二五煤柱（上）工作面底板注浆改造设计。

（2）钻孔设计 钻孔布设原则

（1）针对工作面进行均匀布孔，一般区域含水层段终孔间距不大于40m，对富水区要加密布孔；

（2）钻孔终孔层位在L8灰岩底板下垂距20m（根据地质构造等特殊情况确定增减）；

（3）控制工作面外围30m；

（4）钻孔方向尽量垂直于构造方向，以斜孔为主，使钻孔揭露的含水层段尽量长，钻孔尽量交叉布置，最大限度减少空白带。

（5）对F39断层破碎带采用立体布孔方式进行加固，钻孔方向尽量和断裂构造的发育方向垂交或斜交，以尽可能多的穿过裂隙。垂直方向施工三个层次注浆孔，第一层次注浆孔在L8灰岩段穿过断层破碎带，第二层次注浆孔在L5灰岩

段附近穿过断层破碎带，第三层次注浆孔，终孔位置过L2灰岩5m。 钻孔结构

开孔孔径Φ153mm，终孔孔径Φ94mm（如开孔打至一级套管深度前终孔有塌孔现象，则先下Φ146mm护孔套管，护孔套管下过塌孔位置后压浆固结）。钻孔下二级套管，一级套管直径为Φ127mm，二级套管直径为Φ108mm，套管长度根据揭露二1煤层底板深度、L8含水层深度及水压大小情况确定，原则上一级套管管底口距二1煤层底板法向深度5m，二级套管管底口距 二1煤层底板法向深度15m。钻孔两级套管均需要注浆固结，并进行耐压试验，依据附近工作面突水点水压最大1.0MPa，一级套管的试验压力为4MPa，二级套管的试验压力为10 MPa，持续耐压时间不小于30 min，不合格必须重新固结，合格后在二级管上安装耐高压闸阀，高压闸阀的最大抗压能力要与注浆终压相匹配，应不低于10MPa。 钻孔施工顺序

注浆钻孔按序次施工的原则，分三个序次施工，一、二序次注浆孔有勘探、初步改造之功，第三序次注浆孔有验证、检查、弥补、再次注浆改造之效，根据初序次注浆孔钻探情况、水文信息、注浆情况、工期和底板改造进度，及时灵活布置后序次注浆孔。

第三序次钻孔水量不大于10m3/h，若大于10m3/h，应继续补充第四序次注浆钻孔，直至小于10m3/h为止。

先施工第一序次钻孔，打一孔注一孔，再施工第二、三序次钻孔，打一孔注一孔，避免注浆时钻孔串浆，影响注浆效果，相邻注浆孔不得同时揭露L8灰岩。

以上设计、依据经矿总工程师签审，符合钻探工程有关规范要求。 2、施工技术措施和工程安全措施

制定有二五煤柱（上）工作面作业规程并经矿各职能部门、总工程师会审，然后贯彻执行。

3、排水泵及管路能力

由于该工作面为轨道煤柱工作面，水能自流，然后集中排水，符合工程施工要求。

4、工程施工地点巷道支护情况

施工地点采用工钢支护，安全可靠。由于工作面注浆孔数较多，加之后期补加注浆孔，因此个别钻孔未在钻场内施工。

5、施工地点通讯及避灾线路

施工地点安装有与调度室直通的电话，出现异常情况及时向调度室和值班领导汇报。避灾路线畅通。

三、防治水工程总结

1、工程施工地点是否达到施工要求

钻场规格符合施工要求，并有畅通的人行通道及完善的排水系统，钻场及巷道支护牢固可靠，顶、帮背牢背实。

2、原始资料记录情况

每个钻孔均有详细的原始记录，包括钻孔揭露层位、各岩层厚度、钻孔出水层位、水量、水压、终孔涌水量和终孔水压以及钻孔打钻日期。

3、工程设计各项技术指标的执行与完成情况

工作面各个钻孔均严格按照设计要求的技术参数进行施工，钻孔方位、倾角、套管长度、耐压试验压力、终孔深度、注浆量及封孔质量均达到了设计要求。

4、验孔、设计终孔等执行情况，现场记录的完整与准确性

工作面各个钻孔施工结束后，由地测科和施工单位共同进行钻孔验收，包括钻孔各项技术参数、岩芯采取情况、原始记录、钻孔深度、水量、水压等，均符合要求。

5、施工过程中遇到异常情况或者修改设计等情况

在原设计中D1-1～D7-4钻孔的设计目的为加固F39断层，但因生产接替，原设计钻场不能进行施工，于2016年1月修改了原设计，陆续补充设计了JD1-1～JD8-6钻孔，对F39、F102断层破碎带采用立体布孔方式进行加固。

原设计中运8-3～8-6钻孔因生产接替原因，施工巷道密闭，未能进行施工。根据后续已施工钻孔进行综合分析，于2016年4月补充设计了G1-1、G1-2、G1-3钻孔对原运8-3～8-6钻孔布孔区域进行施工。

6、钻孔施工、注浆情况

二五煤柱（上）工作面底板注浆改造工程于2014年10月开始施工，截止2016年7月结束，共施工注浆孔98个（其中检验孔28个），工程量10706m，钻孔总涌水量3.07m³/min，注浆量为40365m³，干料12633.2t，其中水泥5901.6t，粘土6731.6t。钻孔涌水量大于0.16m³/min的钻孔仅5个，单孔涌水量最大的为5-3注浆孔，出水量0.6m³/min，水压0.5MPa，其次为4-3孔，出水量0.3m³/min，水压0.6MPa。见二五煤柱（上）工作面底板注浆改造参数表。

运3-3孔注浆过程中集中运输巷出现底鼓，4-4孔注浆过程中运输巷出现底鼓，5-5孔注浆过程中回风巷出现底鼓；运3-1注浆过程中与4-3孔串浆；4-2孔注浆过程中东五变电所门口出现漏浆，5-6钻孔注浆过程中东大巷二五采区人车候车处漏浆。

5-3孔在揭露灰岩后出水，出水量0.6m³/min，该孔注粘土水泥浆440m3，其中粘土112.86t，水泥32.9t，注浆终压8.0MPa。

检查孔：工作面先后施工28个检查孔，检查孔中钻孔出水量最大0.6 m³/min，对其再次进行注浆检验，最终检查孔涌水量均小于0.15m³/min（10m³/min）。

7、物探情况

2016年1月对二五煤柱（上）工作面切眼、进风巷进行了直流电法勘探，存在一个低阻异常区，由于井下探测时，巷道条件差，底板泥泞有积水，经过对低阻异常区周边的钻孔进行综合分析，该低阻区系由巷道底板积水造成的。

工作面底板注浆加固整体工程结束后，2016年7月再次对二五煤柱（上）工作面切眼、进风巷进行了直流电法勘探，结论为：二五煤柱（上）工作面回采时，物探范围内发生底板突水的可能性较小。

四、防治水工程效果评价

1、二五煤柱（上）工作面底板注浆改造工程共施工98个注浆孔，其中28个检验孔，钻孔总涌水量3.07m³/min，注浆量为40365m³，干料12633.2t，其中水泥5901.6t，粘土6731.6t，钻孔总注浆量与总涌水量之比为4115:1，钻孔总注浆量与总涌水量符合注浆量大于100t（干料）/60m3/h（涌水量）要求。

单孔注浆效果合格率达到100%，检验孔涌水量均小于0.16m³/min（10m³/h），注浆改造前物探异常区经综合评价分析为巷道底板积水造成，再次物探后为高阻或相对高阻，其余参数也达到设计要求。

2、从实际钻探情况来看，钻孔揭露的涌水量均不大，涌水量大于0.16m³/min的钻孔仅5个，且最大涌水量为0.6m³/min。从注浆效果而言，各个钻孔吸浆量大小不一，总体来说，涌水量和吸浆量不均匀，与此处的地质构造、断层带的控制性有直接联系，但钻孔注浆效果较好，达到了底板注浆加固要求。

3、工作面南部F39、F102断层加固孔共设计施工27个钻孔，仅JD2-3钻孔涌水量为0.2m³/min，检查孔涌水量为0.01m³/min。工程量2763m，注浆量11195m³，干料3155.4121t，注浆效果良好。

4、通过对整个工程的资料整理与分析认为，二五煤柱（上）工作面底板注浆改造工程符合设计要求，工程已经全部结束，达到了底板含水层注浆加固要求，该工作面突水的可能性不大。可以进行回采。

演马庄矿地测科

2016年11月

防治水工程效果评价表

矿 别： 演马庄矿 施工地点：二五煤柱（上）工作面 时间： 2016年11月 参与评价人员：

序号 一 二 三 四 五 六

评价内容 防治水工程设计 施工组织及安全技术措施 排水泵及管路 资料整理 评价意见 防治水工程效果 评价办法 设计及相关资料符合规范要求 查施工组织及措施 查排水泵及管路 原始记录及成果帐卡 满足防治水工程设计要求 备注 符合要求 符合要求，经过审批 能力均符合要求 齐全 满足 二五煤柱（上）工作面可以进行回采 总工程师： 生产矿长： 安全矿长： 机电矿长：