呂興立

冀中能源股份有限公司葛泉礦 河北邢臺 054102

1 概況

葛泉礦東井開采下組9#煤，東二采區(qū)位于大油村向斜范圍內(nèi)，向斜兩翼基本對稱，傾角4°至-22°，向斜軸走向N40°左右。東二采區(qū)右翼開采標(biāo)高為-190至-60m。9#煤層厚4.35-5.3m，平均厚4.8m，頂板為粉砂巖、泥巖，底板為鋁土質(zhì)泥巖。底板到奧灰頂面平均厚度為43.8m。

2 水文地質(zhì)條件

東二采區(qū)右翼為東井掘進(jìn)新區(qū)，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，主要的充水水源來自第四系底礫含水層，頂板大青灰?guī)r含水層、底板本溪灰?guī)r含水層和奧陶系灰?guī)r含水層。東二采區(qū)右翼巷道掘進(jìn)期間，多處發(fā)生底板滲水，針對底板的超前探測鉆孔均有涌水，局部鉆孔在煤層底板下1-2m處即揭露本溪組灰?guī)r水[1]。

本溪灰?guī)r含水層由于厚度較大（4.8-8.8m平均6.8m），局部富水性強(qiáng)，本溪灰?guī)r與奧陶系灰?guī)r含水層之間隔水層厚度最薄處只有8m，很容易發(fā)生水力聯(lián)系，因此奧陶系灰?guī)r含水層可能成為工作面的間接充水含水層。主要的充水通道為導(dǎo)水?dāng)鄬?、?dǎo)水裂隙帶、未封閉鉆孔以及采煤引起的底板導(dǎo)水裂隙和頂板冒落導(dǎo)水裂隙和。

3 防治水技術(shù)措施

通過幾年來總結(jié)下組煤試采經(jīng)驗(yàn)，逐步完善并確立了科學(xué)嚴(yán)密的下組煤防治水技術(shù)路線,即：疏放9#上部的底礫及大青灰?guī)r含水層水；加固9#煤底板，注漿改造下伏本溪灰?guī)r含水層，增加隔水層強(qiáng)度；封堵奧陶系灰?guī)r含水層的垂向?qū)ǖ?，從而?shí)現(xiàn)帶壓開采。針對東二采區(qū)向斜軸部掘進(jìn)特點(diǎn)及復(fù)雜水文地質(zhì)情況，巷道掘進(jìn)期間制定相適應(yīng)的防治水安全技術(shù)措施，主要有：綜合物探探查技術(shù)、頂板大青灰?guī)r水、沖積層底礫含水層水可控疏放技術(shù)、巷道底板全面注漿加固改造技術(shù)[2]。

3.1 綜合物探探查技術(shù)

利用綜合物探方法，探測本區(qū)底板導(dǎo)水構(gòu)造和富水區(qū)段，以便有效指導(dǎo)掘進(jìn)過程中防治水工程技術(shù)實(shí)施。

①瞬變電磁探測。巷道掘進(jìn)期間在軌道大巷及運(yùn)輸斜巷采用瞬變電磁探測技術(shù)對9#煤底板富水區(qū)段及本溪灰?guī)r及奧灰水原始導(dǎo)高進(jìn)行探測。巷道掘進(jìn)期間施工瞬變電磁側(cè)向探測兩次，超前探測1次，探測巷道兩側(cè)95m范圍內(nèi)地層連續(xù)性較好，無明顯垂向結(jié)構(gòu)異?；螂[伏導(dǎo)含水構(gòu)造存在。

②直流電法超前探測。巷道掘進(jìn)期間采用連續(xù)直流電法超前探測技術(shù)，對巷道掘進(jìn)前方及底板進(jìn)行探查，為底板超前預(yù)注漿鉆孔施工進(jìn)行超前指導(dǎo)，巷道掘進(jìn)期間施工直流點(diǎn)法超前探測9次，探測工程量800m。

3.2 頂板大青灰?guī)r水可控疏放技術(shù)

對大青灰?guī)r水的疏放主要采用注漿截流和巷道掘進(jìn)自然疏放兩種方式。

巷道掘進(jìn)期間，分兩次對大青灰?guī)r進(jìn)行預(yù)注漿，沿巷道正前方及兩側(cè)布置大青探查注漿孔4個(gè)（兩幫各一個(gè)及巷道正前方兩個(gè)）兩幫孔揭露大青灰?guī)r終孔位置控制在巷道兩幫外10m處，正前方兩個(gè)孔間距不大于30m，探查注漿孔設(shè)計(jì)最遠(yuǎn)探查距離為90m，終孔層位為大青灰?guī)r底板下2m，施工大青灰?guī)r探查鉆孔8個(gè)，工程量為720m，注漿65t。

巷道掘進(jìn)揭露大青灰?guī)r后，運(yùn)輸斜巷大青灰?guī)r涌水量30m3/h左右，水位疏降至-170左右，完善排水系統(tǒng)，通過水溝疏水。

3.3 頂板沖積層底礫含水層探測疏放水技術(shù)

巷道掘進(jìn)期間進(jìn)入40m沖積層等厚線后，對沖積層底礫標(biāo)高進(jìn)行探查控制，施工沖積層鉆孔7個(gè)，工程量532.5m，對沖積層底礫含水層水進(jìn)行了有效疏放，探明13m沖積層防塌煤柱線位置，確保巷道安全掘進(jìn)。

3.4 巷道底板全面注漿加固改造技術(shù)

東二采區(qū)為掘進(jìn)新區(qū)，該范圍煤層底板下伏本溪灰?guī)r富水性強(qiáng)，單孔最大涌水量大150m3/h，針對該范圍本溪灰?guī)r水量大，注漿量相對較小的情況，采取增加鉆孔密度、延伸鉆孔深度、合理控制注漿比重的措施，確保巷道掘進(jìn)安全[3]。

①增大巷道兩側(cè)加固范圍。巷道掘進(jìn)時(shí)嚴(yán)格按防治水技術(shù)路線進(jìn)行防治水工作。掘進(jìn)時(shí)鉆孔布置對兩巷外側(cè)加固范圍擴(kuò)大為30m，加大范圍控制下部含水層通過側(cè)向補(bǔ)給。

②增加鉆孔加固密度。巷道掘進(jìn)時(shí)，施工超前鉆探孔進(jìn)行預(yù)注漿。底板超前鉆探布置3個(gè)孔（兩幫及正前）；探查距離為100m，超前鉆孔施工完畢后增補(bǔ)注漿加密鉆孔（兩幫及正前）；探查距離為60m，確保注漿加固效果。

③延伸鉆孔加固深度。正常區(qū)段終孔層位為本溪灰?guī)r底板下2m，對水量較大注漿效果不理想，或隔水層變薄帶（不足30m），注漿鉆孔終孔層位下移至本溪灰?guī)r底板下5m-8m。

④采取見水就注、合理控制注漿比重。對深部鉆孔采取見水就注，分段式注漿工藝，鉆孔揭露本溪灰?guī)r含水層前、本溪灰?guī)r中、本溪灰?guī)r下部5-8m進(jìn)行3次注漿，根據(jù)注漿鉆孔水量、注漿壓力變化、注漿時(shí)間等合理調(diào)整漿液比重確保注漿效果。施工檢查鉆孔對巷道底板注漿加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)，為下一步底板注漿加固及防治水工作提供技術(shù)依據(jù)。

東二采區(qū)右翼巷道掘進(jìn)期間施工底板注漿加固鉆孔131個(gè)，工程量12784.5m，注漿14125.46t。通過施工底板注漿加固鉆孔，達(dá)到了底板注漿加固要求，完成了本溪灰?guī)r含水層改造為相對隔水層目的，達(dá)到了加固煤層底板隔水層、對巷道底板垂向?qū)严哆M(jìn)行封堵和有效阻隔下伏高壓奧灰水導(dǎo)升高度向上延伸的預(yù)期目的。

4 結(jié)語

通過采取物鉆探相結(jié)合的方法綜合探查巷道底板富水情況，疏放頂板含水層水，注漿加固底板，對巷道底板進(jìn)行全面加固，本溪灰?guī)r承壓水導(dǎo)升高度得到了有效控制，對煤層底板隔水層及本溪灰?guī)r含水層含（導(dǎo)）水裂隙進(jìn)行了充分充填，對異常區(qū)進(jìn)行了充分注漿加固，大大補(bǔ)強(qiáng)了9#煤底板隔水層的阻水性能，完成了本溪灰?guī)r含水層改造為相對隔水層目的，達(dá)到了加固煤層底板隔水層、為深部采區(qū)開采防治水安全技術(shù)措施的執(zhí)行提供依據(jù)，確保巷道安全掘進(jìn)，為在全礦及相類似礦井類似水文地質(zhì)條件下具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值。