２０１６年第７期 童媳蒺科技 １２３ 井巷工程高承压水下 穿大型断层及灰岩的防治水技术研究与应用 张大伟 （安徽省淮北市濉溪县任楼煤矿，安徽濉溪２３５１２３） 摘要 井下巷道过大型断层及灰岩钻探注浆治理中，常遇到的孔口跑浆及注浆量小等实际困难，本文针对上述问题进行 分析，提出了解决办法。以及通过加强巷道支护防巷道后期变形进行了分析，提出了可行的办法，为同类条件下防治水工 程提供有益的参考。 关键词 高承压水下行式注浆 围岩蠕变 中图分类号 ＴＤ７４５ 文献标识码Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１６．０７．０５４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ Ｚｈａｎｇ Ｄａ—ｗｅｉ （Ａｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｈｕａｉｂｅｉ Ｓｕｉｘｉ Ｃｏｕｎｔｙ ＲｅｎＬｏｕ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ，Ａｎｈｕｉ Ｓｕｉｘｉ ２３５１２３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｏｆｔｅｎ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｇｒｏｕｔ ｍｎｏｕｔ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｇｒｏｕｔ，ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｔｈｅ ｌａｔｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｗａｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｗａｙｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｕｓｅｆｕｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｗａｔｅｒ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｃｒｅｅｐ １技术研究的背景 任楼煤矿是皖北煤电集团公司下属年产３００ 万ｔ的大型国有煤矿，中六运输大巷是该矿及集团 公司２０１５年重点工程，是打开中六采区的首条巷 道。巷道掘进过程将需穿过Ｆ２断层组，Ｆ２断层组 由Ｆ２断层及Ｆ２．１断层组成，巷道掘进方向影响 ±２５０ｍ，综合落差±１２０ｍ，属大型断层（见图１）。 且该断层组为井巷工程首次揭露，工程及水文地质、 断层两盘煤岩层赋存等情况均不明确。揭露落差大 于１００ｍ的大型断层，同时穿灰岩含水层在该矿及 公司尚属首次，为此煤矿做了认真的技术研究，许 多创新技术在实践中得到了有益的尝试和应用。 ２．１ 高承压水条件下钻探孔口防跑浆技术 在中六运输大巷施工水文地质钻孑Ｌ，对探查过 程中孔内高承压水进行治理，需按要求固结套管， 固管候凝７２ｈ后试压，试压合格后方可进行钻探探 ２技术研究与实践 为顺利通过Ｆ２断层，提出了超前底板注浆加 固措施及巷道加强支护措施，但在实际施工遇到钻 孔孔口跑浆，试压难通过，以及孔内注浆注浆量小 收稿日期２０１６—０３—２１ 作者简介张大伟，男，安徽太和人，毕业于安徽理工大学，从 事矿井地质，工程师职称。 查。在实际施工钻孔固管及试压过程中经常会出现 大墙及底板跑浆、串浆造成试压失败的情况，此时 需进行再次固管候凝７２ｈ后做耐压试验，严重影响 施工工期。经仔细研究分析认为：施工的水文孔在 断层带影响范围内，巷道围岩破碎，裂隙发育，且 巷道掘进时对巷道围岩产生了破坏松动，是导致上 述情况的根本原因。为此在实际施工过程中采用对 ｌ２４ 童硝蕉斜技 采用了防围岩蠕变新技术。 ２０１６年第７期 巷道围岩预注浆进行加固，并且在钻孑Ｌ固管后，间 类似事故的发生，该矿在中六运输大巷施工阶段就 在巷道揭露Ｆ２断层位置，对巷道底板及顶帮 进行一次永久加固。为防止巷道底板底鼓变形，在 断层带及前后各ｌｏｒｅ范围施工反底拱，交叉施工底 板注浆，锚索、锚杆配合梯子梁及槽钢做底板反拱， 改善不同破裂及变形状态下岩体（包括破碎区、塑 性软化区及弹性区）的力学参数，相应提高锚固区 隔４－６ｈ进行二次复注或多次复注的办法，对影响钻 孑Ｌ套管围岩段进行有效加固，从而确保固管质量， 耐压试验成功率由以前的不足百分之三十提高到现 在的百分之百，大大缩短了工期，提高工作效率。 ２．２分段下行式注浆技术在底板灰岩含水层改造 工程中的应用 中六运输大巷临近Ｆ２断层处将揭露太原组灰 岩，井下探查钻孔单孔涌水量达５０ｍ３／，ｈ，压力达 ５ＭＰａ，说明此处灰岩水为高承压水，且赋水性较强。 内岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度。在巷道 穿过断层后，在断层带附近顶部、帮部发生浆皮开 裂的现象，分析由于巷道支护初期围岩变形剧烈， 为弹塑性变形，待围岩稳定后，对顶帮用钢筋网配 合锚索进行了耦合加固支护，有效提高了巷道的抗 压抗剪强度。 经计算需对巷道底板下伏灰岩含水层小于１７ｍ段进 行注浆加固改造，使其由强含水层变为隔水层，从 而保证巷道安全掘进。 煤矿借鉴了其他矿井的施工经验，并结合实际 情况进行了技术改进与创新。在施工探查注浆孑Ｌ过 程中，存在钻孑Ｌ注浆扩散半径小，注浆量小，注浆 ３效果及效益 ｒＬ 效果差的现象。为解决上述难题，经认真分析研究， 采用分段下行式注浆的办法，钻孔施工至设计孔深 前，在关键点（断层带、出水点等）进行注浆，对 中六运输大巷现已安全顺利穿过Ｆ２断层组， 巷道无明显出水及变形现象。为我矿副井与北风井 早日贯通创造了有利条件。在此次探查治理过程中， 总结出了一套过大型断层及“灰岩”的防治水创新 技术，并在实践中得到了有益的尝试和应用，对该 ２ １Ｊ 岩体裂隙进行充填后再继续施工至设计孔深，进行 再次注浆，钻孔注浆量明显增大，一般可达１０倍 以上。岩体裂隙充填充分，经施工的效果检验钻孔 验证，注浆效果明显。 该矿中六运输大巷与淮北矿务局朱仙庄矿Ⅱ水 平第二皮带大巷情况较为相似。朱仙庄矿Ⅱ水平第 二皮带大巷在太原组”一灰”内掘进，区域内构造 较复杂，巷道过断层组半年后，受到强烈的构造应 矿及集团公司类似条件下的防治水工作具有一定的 推广和借鉴意义。 【参考文献】 ［１］ 国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程【ｓ】．北京：煤 炭工业出版社．２００６． ［２］ 国家煤矿安全监察局，煤矿防治水管理规定［Ｓ】．北 京：煤炭Ｘ－，．１ｋ出版社，２００９年． 力影响，４８ｈ内巷道底板底鼓变形超过１．６ｍ，顶板 严重变形，导致巷道无法使用。由此朱仙庄矿花费 半年时间对巷道进行治理加固。为吸取教训，防止 （上接第１２２页） ［３］ 安徽省煤矿防治水和水资源化利用管理办法［Ｓ】． 合肥：安徽省安全生产监督管理局，２０１３． 井下排水可以先集中到井下处理站进行初步净化处 ［Ｊ］．西部探矿工程，２０１２（１２）：９０－９１＋９３． 朱洪生，甄娜，孙建波，齐光辉．河南大峪沟煤业 集团炭煤矿矿山地质环境治理工程［Ｊ】．科技展 望，２０１５（１Ｏ）：１３５＋１３７． ’ 理后，可以先用于井下生产用水，多余部分排放到 地表；（３）矿山开采结束后，及时停止抽排地下水， 让地下水位慢慢恢复上升，达到区域地下水位水平。 ４总结 李本军，刘晓威．矿山地质环境保护与治理恢复 方案技术要求探讨［Ｊ］．中国环境管理干部学院学 报。２０ｔ １（０４）：２２—２５． 安徽北杨煤矿矿山地质环境问题主要是采空塌 谢玲琳，罗伟奇，王群．湖南省矿山生态环境污 染防治现状及其恢复治理研究［Ｊ］．地质科技情 报。２００５（０３）：８９－９２＋９８． 陷灾害，矿山企业从实际出发，因地适宜，加大矿 山地质环境保护与综合治理经费投入，最大限度地 保护当地生态环境，实现经济效益和环境效益双赢。 【参考文献】 万继涛，李元仲，杨蕊英，李公岩，梁瑞芹．山东 省枣庄市矿山环境地质问题及恢复治理［Ｊ］．地质 灾害与环境保护。２００４（０３）：２６．３０． ［１］袁正刚．郑煤集团大平煤矿矿山地质环境治理工程
