某煤矿210工作面底板注浆加固技术的实践应用

陈小俊

摘 要：为了确保工作面的安全生产，某煤矿采取底板注浆加固的方法对210工作面底板太原组灰岩进行全层全覆盖的注浆，将底板太原组灰岩含水层改造为隔水层，从而将底板突水危险性系数降低到安全值以内，实现了工作面安全回采。

关键词：煤矿;工作面底板;含水层;注浆加固

中图分类号：TD265.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）26-0077-02

1 210工作面概况

210工作面位于112采区西翼，该工作面所采煤层为二叠系下统山西组二2煤层，该煤层为全区主要可采煤层，煤层南高北低，走向129°～167°，倾角5°～11°/9°，厚度0.3～5.2m/3.5m。工作面走向长约800m，倾向长约117m，可采储量约40万t，对应地面标高+73.1～+74.7m。煤层上部发育一层厚0.3～4.1m/1.2m的灰黑色炭质泥岩，工作面内无大型断裂构造发育。

2 210工作面的水文地质情况

2.1 主要含水层

影响该工作面回采的主要含水层有：二2煤层顶板砂岩裂隙含水层、二2煤层底板石炭系太原组灰岩承压含水层。

2.1.1 二2煤层顶板砂岩裂隙含水层。二2煤层顶板砂岩裂隙含水层为二2煤层顶板直接充水含水层，由砂质泥岩组成，厚6.80～7.80m/7.58m，裂隙不发育。该含水层富水性不均一，局部富水，以滴水、淋水方式影响工作面采掘，一般影响不大[1]。

2.1.2 二2煤层底板太原组灰岩承压含水层。太原组灰岩一般致密完整，裂隙不发育且常被方解石脉充填，平均厚45.06m，属富水性中等的岩溶裂隙承压水。210工作面太原组灰岩共发育6层，其中主要为2层，由上至下分别为L6太原组灰岩承压水和L4太原组灰岩承压水。

L6太原组灰岩承压水：L6灰岩厚9.2～17.3m/12.1m，210工作面对应水压为0.7～0.9MPa，上距二2煤底14.99～24.95m/21.08m，是威胁210工作面的主要含水层。

L4太原组灰岩承压水：L4灰岩厚为6.8～11.1m/10.3m，210工作面对应水压为1.6～1.8MPa，上距二2煤底36.5～64.9m/51.03m，是威胁210工作面的主要含水层。

2.2 主要隔水层

210工作面至L6灰岩隔水层厚度为14.99～24.95m/21.08m，自上而下分别为火成岩、二1煤、砂质泥岩。火成岩多为正长斑岩，厚度为6.5～9.2m/7.6m，f=10.54;二1煤厚0.31～3.11m/1.05m;砂质泥岩厚8.18～12.64m/12.43m，f=2.5。

L6与L4之间为砂岩隔水层，平均厚度为16.7m。

4 注浆工艺

4.1 注浆材料选择

选用水泥、黄土、海带、锯末、水玻璃等作为主要的注浆材料。注浆材料中水泥选用标号为C325的硅酸盐水泥，黄土取自地面。采用水泥、黄土比为3∶7或4∶6，配比适当的添加剂。注浆比重结合现场实际随时调整，一般在1.25～1.36t/m3。

4.2 注浆方式的确定

工作面受注层位是L4灰和L6灰，两层灰岩厚度均不大，注浆改造以最大量进浆、最大扩散半径、最大限度充填为目的，所以采用分孔序含水层全层连续注浆的方式，直至达到终孔压力为止。若注浆过程中出现跑浆、串浆等情况时，可采用间歇式注浆方式，间歇时间至少为24h。

注浆开始前，先向钻孔压注清水30min，在压注清水过程中记录孔口压力的变化情况，若压注清水过程中压力变化不大，说明受注段受注性较强，需要从井上注浆站进行注浆。若压注清水过程中孔内升压较快，说明受注段受注性弱，注浆吃浆量不大，可采用井下泥浆泵注浆。

4.3 注浆终止条件的确定

①注浆过程中允许的最大注浆压力为：L6灰取静水压力的1.5～2倍;L4灰取静水压力的2～4倍;若L6和L4灰同时注浆，则注浆终压取静水压力的3倍。

②当注浆压力达到相应的最大注浆压力，浆液注入流量小于60L/min，稳定20～30mim后，可停止注浆。

5 底板注浆效果检查

5.1 物探检查

210工作面完成全部设计注浆加固钻孔后，共进行了14次瞬变电磁物探，工作面上下顺槽各7次，全部覆盖了210工作面。上顺槽的7次瞬变电磁物探都做了∠-20°、∠-40°两个切片，下顺槽的7次瞬变电磁物探都做了∠-10°、∠+30°两个切片。通过对切片的分析，所有切片电阻率均大于6，表明工作面煤层底板基本上没有富水异常区，符合工作面底板注浆加固的设计要求。

5.2 钻探检查

210工作面每完成一个底板注浆加固钻场后，均施工了检查孔，共计施工14个检查孔，其中，出水量最大为3m3/h且水压较小。可见，工作面煤层底板富水性较小，符合工作面底板注浆加固的设计要求。

6 结语

通过对210工作面进行瞬变电磁物探验证及施工检查孔验证成果分析可知，210工作面底板注浆加固效果较好。后来经回采期间验证，工作面未发生突水事故，工作面的最大涌水量也不超过10m3/h。

参考文献：

[1]史晓波，韩振先.赵固二矿11050工作面底板注漿改造和断层注浆加固技术[J].河南科技，2015（4）：38-39.