趙林海

（河南能源化工集團(tuán)鶴煤公司雙祥分公司，河南 鶴壁 458000）

鶴煤八礦三水平皮帶運(yùn)輸斜巷位于礦井三水平南翼，巷道設(shè)計(jì)由-655水平南大巷開口掘進(jìn)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度436m，設(shè)計(jì)巷道掘進(jìn)期間將穿過(guò)30F10、13F6、30F7斷層；根據(jù)已有資料分析，該區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，探-3孔附近地層存在缺失，設(shè)計(jì)巷道距離下伏C2L2灰?guī)r含水層較近；為避免斷層附近巖層破碎存在導(dǎo)水通道，實(shí)施鉆探注漿加固工程對(duì)30F10、13F6、30F7斷層進(jìn)行探查及注漿加固，封堵斷層導(dǎo)水通道，增強(qiáng)底板抗水壓強(qiáng)度，以消除水害隱患。

一、地質(zhì)概況

（一）斷層

30F10正斷層：傾向341°傾角70°落差0～15m，該斷層在3105巖中巷、-655南大巷均揭露。

13F6正斷層：傾向132°傾角70°落差0～19m，該斷層在3105運(yùn)煤上山、-655南大巷均揭露。

30F7正斷層：傾向137°傾角80°落差0～9m，該斷層在-520巖中巷、-655南大巷均揭露。

據(jù)探-3鉆孔揭露，二1煤底下距C2L2灰?guī)r含水層僅有60m（正常平均為138m），主要缺失C2L8灰?guī)r含水層；加上巷道已掘進(jìn)部分底板底鼓、破碎比較嚴(yán)重，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，推斷該區(qū)域二1煤至O2灰?guī)r含水層間可能存在有斷層或其它隱伏地質(zhì)構(gòu)造。

（二）水文地質(zhì)條件

三水平皮帶運(yùn)輸斜巷掘進(jìn)期間直接充水水源為太原組薄層灰?guī)r（C2L8和C2L2）含水層，在構(gòu)造附近如存在導(dǎo)水通道，受底板高承壓含水層威脅，根據(jù)地面觀測(cè)水文鉆孔數(shù)據(jù)，太原組灰?guī)r（C2L2）含水層水位標(biāo)高為＋110.59m；鉆場(chǎng)分別布置在-655水平南大巷、三水平皮帶運(yùn)輸斜巷，巷道底板標(biāo)高為-649.5m，巷道底板至C2L2灰?guī)r含水層間距為33m；二1煤層底板至C2L2灰?guī)r含水層間距為102m（據(jù)焦作市神龍水文地質(zhì)工程有限公司-655水平南大巷鉆探資料）；巷道底板隔水層所承受的水壓為7.9MPa。

二、工程設(shè)計(jì)與技術(shù)要求

本工程共設(shè)計(jì)鉆孔44個(gè)，總鉆探工程量4308m。設(shè)計(jì)的主要目的是對(duì)30F10、13F6、30F7斷層實(shí)施探查，對(duì)斷層帶存在的導(dǎo)水通道實(shí)施注漿加固，封堵導(dǎo)水通道，增強(qiáng)底板抗水壓強(qiáng)度，確保巷道安全掘進(jìn)。

1.鉆孔施工工序：鉆進(jìn)→下一級(jí)套管→固管→透孔→試壓→鉆進(jìn)→下二級(jí)套管→固管→透孔→試壓→終孔鉆進(jìn)→注漿→封孔。

2.鉆孔套管結(jié)構(gòu)：一級(jí)套管選用Φ133mm鉆頭開孔，下設(shè)Φ127mm套管；二級(jí)套管選用Φ113mm鉆頭開孔，下設(shè)Φ108mm套管，終孔直徑不小于75mm，不大于94mm。

3.下入套管要求：依據(jù)《煤礦防治水細(xì)則》第四十八條第二款：沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時(shí)，水壓大于3MPa，止水套管長(zhǎng)度大于20m。結(jié)合該地區(qū)巖層穩(wěn)定程度及地質(zhì)構(gòu)造特征，鉆孔均為二級(jí)套管。一級(jí)套管長(zhǎng)度≥15m，二級(jí)套管長(zhǎng)度≥30m。套管的母扣與接箍公扣長(zhǎng)度必須一致，誤差不能超過(guò)2mm；根據(jù)圍巖破碎程度可適當(dāng)下設(shè)護(hù)壁管，護(hù)壁管孔徑Φ146mm。

4.固管壓力要求：鑒于不同地區(qū)巷道周圍巖層破壞程度不一，一級(jí)套管固管注漿壓力不宜過(guò)大，由套管孔內(nèi)注漿至孔壁返漿（稠漿），孔壁用麻皮封實(shí)、封嚴(yán)后，適當(dāng)加壓，壓力以孔壁不漏漿為宜,間歇注漿直至達(dá)到8MPa或者透孔耐壓壓力能穩(wěn)壓至規(guī)定要求均可。二級(jí)套管固管注漿壓力根據(jù)巖層裂隙發(fā)育程度，逐級(jí)上壓，終壓達(dá)到16MPa即可。

5.注漿要求：鉆孔終孔結(jié)束后要及時(shí)注漿，控制漿液濃度，水灰比初期按4：1，漿液比重1.16，根據(jù)鉆孔注漿量，逐級(jí)調(diào)整漿液比重，使逐級(jí)上壓，注漿終壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

三、工程施工情況

本工程自2019年1月開始，至9月23日施工結(jié)束，共布置4個(gè)鉆場(chǎng)，其中-655南大巷布置1號(hào)鉆場(chǎng)，三水平皮帶運(yùn)輸斜巷布置2號(hào)、3號(hào)和補(bǔ)充鉆場(chǎng)；設(shè)計(jì)鉆孔44個(gè)，實(shí)際施工鉆孔40個(gè)，優(yōu)化調(diào)整鉆孔4個(gè)。設(shè)計(jì)工程量4308m，其中E2孔鉆進(jìn)至66m揭露30F7斷層帶出水，出水量96m3/h，該孔塌孔、噴孔嚴(yán)重，經(jīng)反復(fù)多次注漿、掃孔均不能正常鉆進(jìn)，采取了補(bǔ)打檢驗(yàn)孔進(jìn)行驗(yàn)證。累計(jì)鉆探工程量尺4005.3m，符合設(shè)計(jì)要求。

四、工程效果評(píng)價(jià)

1.經(jīng)探查，13F6斷層切割30F10斷層，在標(biāo)高-650m以深區(qū)域13F6、30F7斷層帶與灰?guī)r含水層交界附近富水性相對(duì)較強(qiáng)，鉆孔揭露灰?guī)r含水層出水點(diǎn)多、水量大，水壓高。2.本次探查工程共施工鉆孔40個(gè)，其中出水鉆孔27個(gè)；從注漿量上來(lái)看，鉆孔出水量與注漿量之比1：0.6，說(shuō)明鉆孔揭露裂隙整體不發(fā)育，巖層裂隙、斷層帶受注性差，漿液擴(kuò)散距離不足12m；鉆孔揭露出水點(diǎn)、裂隙、斷層帶均已注漿充填加固。3.經(jīng)施工檢驗(yàn)孔驗(yàn)證，鉆孔注漿效果較好，達(dá)到了注漿加固目的。4.經(jīng)物探進(jìn)一步驗(yàn)證，底板探測(cè)方向未發(fā)現(xiàn)富水異常區(qū)域，說(shuō)明本次探查布設(shè)鉆孔范圍內(nèi)注漿效果較好，鉆孔揭露裂隙、含水層、斷層帶均已注漿充填加固。

五、結(jié)論及建議

本次底板斷層探查及注漿加固工程整體完成較好，鉆孔均按設(shè)計(jì)要求施工，鉆孔施工工藝、工序均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；封孔質(zhì)量合格，鉆孔合格率95%，達(dá)到了探查及注漿加固目的，底板斷層探查及注漿加固工程平面控制范圍上幫大于30m，下幫控制28m，巷道底板下垂深54m，符合《煤礦防治水細(xì)則》相關(guān)要求，經(jīng)探查30F10、13F6、30F7斷層在深部標(biāo)高-650m以深斷層帶與含水層交界附近富水性相對(duì)較強(qiáng)，鉆孔揭露灰?guī)r出水量大，水壓高，鉆孔揭露出水點(diǎn)、裂隙、斷層帶均已注漿充填加固，注漿效果較好，探查鉆孔控制范圍內(nèi)巷道現(xiàn)掘進(jìn)頭向前100m地質(zhì)條件清楚，斷層破碎帶已注漿充填加固，可以確保巷道安全掘進(jìn)，掘進(jìn)期間預(yù)計(jì)最大出水量不超過(guò)10m3/h。建議根據(jù)本次探查鉆孔控制范圍結(jié)合超前探煤資料，合理確定巷道掘進(jìn)超前距離，確保巷道安全掘進(jìn)，巷道掘進(jìn)揭露斷層帶前后，應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)資料收集，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。