文/張結(jié)如（淮北礦業(yè)股份有限公司朱莊煤礦）

一、采區(qū)工作面概況

朱莊礦井屬華北型煤田，主采煤層為二疊系下石盒子組3、4、5 煤以及山西組6 煤。目前主采煤層6 煤主要位于朱莊礦Ⅲ63 采區(qū)，該采區(qū)為單層雙翼布置，其中東翼Ⅲ631 工作面準(zhǔn)備時(shí)受斷層影響，對(duì)切眼和風(fēng)巷進(jìn)行了改造，形成了報(bào)廢巷道。該報(bào)廢巷道距離小煤窯提供的越界巷道最小距離僅為40 m，無法滿足防隔水煤柱要求[1]，對(duì)礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。老巷道與小煤窯相對(duì)位置如圖1 所示。

圖1 老巷道與小煤窯相對(duì)位置圖

二、探查方案

因受地面場(chǎng)地限制，需采用地面定向鉆技術(shù)精準(zhǔn)控制鉆孔造斜與巷道貫通，然后按照先形成擋墻再注漿充填的方法對(duì)整個(gè)需充填巷道進(jìn)行注漿封堵[2]，并施工驗(yàn)證孔進(jìn)行驗(yàn)證。

1.方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)施工7 個(gè)鉆孔，其中5 個(gè)投砂注漿鉆孔，2 個(gè)檢查注漿鉆孔。Ⅲ631 切眼施工注1 孔、注2 孔、注3孔和檢1 孔；Ⅲ631 風(fēng)巷施工注4 孔、注5 孔和檢2孔。Ⅲ631 切眼通過注1 孔和注2 孔注砂注漿形成封堵墻；Ⅲ631 風(fēng)巷通過注4 孔和風(fēng)巷末端形成堵墻。鉆孔設(shè)計(jì)平面布置如圖2 所示。

圖2 鉆孔設(shè)計(jì)平面布置圖

2.套管結(jié)構(gòu)

為確保高壓注漿漿液進(jìn)入巷道，減少地層漿液損失，0～98 m（第四系厚度78 m，進(jìn)入基巖硬盤約20 m）孔徑為250 mm，下孔徑177.8 mm×8.05 mm 護(hù)壁管，管外水泥漿固結(jié)止水；98 m 以下至巷道頂板上20 m 處孔徑為152 mm，自孔底至孔口下孔徑139.7 mm×9.17 mm 套管（高出地面0.5 m），注漿固孔；三開為巷道頂板上20 m，為孔徑110 mm 裸孔。鉆孔結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖

3.注漿工藝

Ⅲ631 切眼在注1 孔和注2 孔內(nèi)先投砂，再透孔、壓水、投砂，直至鉆孔左右形成約40 m 的砂堆，通過注3 孔注高濃度水泥，通過檢1 孔驗(yàn)證墻體形成情況；Ⅲ631 風(fēng)巷在注4 孔內(nèi)先投砂，然后透孔、壓水、投砂，直至鉆孔左右形成約40 m 的砂堆，通過注5 孔注高濃度水泥，通過檢2 孔驗(yàn)證墻體形成情況。

三、施工情況

1.施工順序

Ⅲ631 切眼：注1 孔→注2 孔→注3 孔→檢1 孔。

Ⅲ631 風(fēng)巷：注4 孔→注5 孔→檢2 孔。

2.施工情況

注1 孔、注2 孔為打塞孔，注3 孔為注漿孔，檢1孔為驗(yàn)證孔；注4 孔為打塞孔，注5 孔為注漿孔，檢2孔為驗(yàn)證孔。打塞孔采取注石子方式堆積成擋墻，注漿孔采取高濃度水泥注漿，驗(yàn)證孔采取高壓壓水，檢驗(yàn)注漿效果[3]。

注1 孔投石子1743.99 t，透孔，壓水上壓；注2孔投砂65 t，透孔，壓水上壓；注3 孔按密度1.5 t/m3注入水泥801 t，孔口壓力達(dá)到7 MPa；注漿候凝結(jié)束，利用檢1 孔壓水檢驗(yàn)效果，壓水壓力達(dá)6 MPa，檢驗(yàn)注漿合格。

注4 孔投石子40 t，透孔，壓水上壓；注5 孔按密度1.5 t/m3注入水泥618 t，孔口壓力達(dá)到7 MPa；注漿候凝結(jié)束，利用檢2 孔壓水檢驗(yàn)效果，壓水壓力達(dá)7 MPa，檢驗(yàn)注漿合格。

四、施工總結(jié)

鉆進(jìn)方面，共計(jì)施工7 個(gè)鉆孔，7 個(gè)鉆孔均實(shí)現(xiàn)了一次性貫通巷道。為準(zhǔn)確透巷，采用隨鉆測(cè)量?jī)x器及螺桿來控制鉆孔軌跡，結(jié)合軟件計(jì)算，提高了軌跡控制精度，達(dá)到了精準(zhǔn)命中靶區(qū)的目的。5 個(gè)鉆孔巷道貫通率100%，既節(jié)約了時(shí)間又為投砂注漿的實(shí)施提供了必要的條件。

注漿方面，注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，注漿終止壓力穩(wěn)定，說明注漿達(dá)到封堵效果。采取先投沙再注高濃度水泥，既保證形成擋墻，又確保充填強(qiáng)度和質(zhì)量[4]。

五、結(jié)語

使用先進(jìn)的隨鉆定向儀器給鉆孔成孔提供了有力保障，確保了貫通質(zhì)量。在注漿投砂鉆孔兩側(cè)投砂，形成暫堵墻，然后注漿封堵，在中間打檢驗(yàn)孔，檢驗(yàn)封堵效果，繼續(xù)封堵密實(shí)屏蔽墻[5]，注漿封堵巷道。這一設(shè)計(jì)方案值得在封堵巷道進(jìn)行的工程方面進(jìn)行推廣[6]。