注浆改造总结及效果评价报告

附件2
山东新陶阳矿业有限责任公司
10507里工作面注浆改造总结及效果评价
报告
山东新陶阳矿业有限责任公司地质测量科
二〇一九年六月
山东新陶阳矿业有限责任公司
10507里工作面注浆改造总结及效果评价
报告审查
地质测量科: 年月日生产技术科: 年月日机电科：年月日安监处：年月日防治水副总：年月日采煤副总：年月日总工程师：年月日
审批意见
一、工作面概况
10507里工作面位于-10m水平原5采区，工作面平均面长59m，推采长度187m，煤层厚度平均1.75m，可采储量2.5万吨。

回采标高-41.2～-54m。

采煤方法为走向长壁后退式，倾斜推采，推采方向坡度平均4°～6°，平均5°，顶板管理方式为全部垮落式，采煤工艺为高档普采，具备自然泄水条件。

二、地质构造
工作面煤岩层整体呈单斜构造。

煤岩层走向东西，倾向北。

工作面回采范围内推采方向煤岩层倾角4°～6°，平均5°。

工作面上下两巷、切眼共揭露2条断层，根据工作面掘进期间及上覆9煤层回采资料，区域内地质构造简单。

三、工作面注改前物探及注浆改造情况
10507里工作面注浆前由山东省煤田地质局物探测量队对底板徐、奥灰富水性和工作面构造情况进行了物探，依据物探成果我公司编制了《10507里工作面注浆改造设计》，并依据设计组织钻孔钻探施工及注浆改造工作。

（一）注改前物探
1、无线电波坑透工作面构造探查
注改前物探衰减系数较大的低异常区2个；相对应圈定构造异常区2处。

Y1号异常区位于停采线外20m左右，Y2号异常区位于停采线附近，异常均呈现条带状分布，近南北向展布，与断层走向一致。

10507
里工作面上下两巷均已实际揭露一条走向南北，倾向西，落差3～3.5m，倾角50～60°的正断层，推断主要是受断层影响所致。

2、瞬变电磁底板富水性探查
注改前物探徐灰视电阻率低异常区1个；奥灰视电阻率低异常区1个，相对应圈定徐灰相对富水区1处，奥灰相对富水区1处。

徐灰Y2号异常区靠近送料道，距离切眼约40m处，位于2号钻机硐室附近。

奥灰Y1号异常区在送料道120～180m范围内，面积较大，约在工作面的中间位置且靠近工作面见方附近，靠近10507里面送料道异常区与工作面见方最近1.7m，靠近10507里面运中巷异常区与工作面见方最远8m。

打钻期间，该范围内1号钻机硐室1-5、1-6和2号钻机硐室2-4存在导高，导高4.1～8m，水量3～30m3/h。

可能是由于隐伏构造至含水层后岩溶裂隙相对较发育造成的。

徐灰与奥灰地层间距9.1m左右，受隐伏构造影响，徐灰、奥灰局部存在一定水力联系，局部徐灰水可能接受奥灰水的补给。

（二）10507里工作面注浆改造
1.钻孔设计
钻孔结构：一级套管Φ108mm，长度≮10m；二级套管Φ89mm，长度≮20m岩层内封下；终孔孔径Φ75mm；终孔层位穿过徐灰底板泥岩1m左右。

注浆钻孔徐灰段间距小于50m时，不得同时揭露徐灰含水层，以便达到注浆改造效果。

2.钻孔涌水量及注浆情况
根据《肥矿集团矿井防治水实施细则》第八十二条之规定，10507里工作面回采范围内按扩散半径按15m均匀布孔，共施工徐灰注浆改造钻孔39个，其中大于100m3/h钻孔6个，50m3/h～100m3/h钻孔12个，合计大于50m3/h钻孔21个。

10507里工作面注浆改造钻孔均钻探至徐灰含水层段，单孔涌水量5～200m3/h，平均65m3/h。

对徐灰含水层进行注浆改造，共注黏土水泥1021.9t、其中水泥719t、黏土302.9t，吨水注干料比0.4t。

详见附表：《10507里工作面徐灰钻孔资料一览表》。

3.注浆工艺
采用地面北注浆站制浆，浆液使用管路送至10507里工作面各钻孔。

4.注浆技术要求
4.1注浆材料：黏土、水泥、水。

4.2浆液比重：采用比重为1.12～1.18黏土浆液加水泥，制成比重为1.20～1.30的黏土水泥浆。

4.3注浆管路耐压试验：压力≮3MPa，持续时间≮30min。

4.4钻孔压清水：压入水量≥钻孔体积与管路容积之和的3～5倍。

4.5注浆方式：连续注浆，先用三档（106L/min），孔口压力达到1.5MPa时换用二档（60L/min），孔口压力达到2MPa时结束注浆。

四、工作面注改后物探、钻探验证情况
10507里工作面注浆改造完成后由山东省煤田地质局物探测量队对底板徐、奥灰富水性完成了物探。

通过注改前后对比，注浆改造后
物探异常区面积大幅减少，说明工作面整体注浆效果较好，但仍存在徐灰异常区1处、奥灰异常区1处。

对含水层异常区施工钻孔验证如下：
Y1号异常区
该异常区位于送料道120～180m范围内，面积较大，约在工作面的中间位置且靠近工作面见方附近，靠近10507里面送料道异常区与工作面见方最近1.7m，靠近10507里面运中巷异常区与工作面见方最远8m，长度约70m。

施工钻孔验证该异常区内钻孔涌水量60～120m3/h。

（附近1-5钻孔水量120m3/h、1-6钻孔水量120m3/h、2-4钻孔水量60m3/h）。

Y2号异常区
该异常区位于靠近送料道，距离切眼约40m处，位于2号钻机硐室附近，长度约23m。

施工钻孔验证该异常区内钻孔涌水量20m3/h。

（附近3-1钻孔水量20m3/h）。

3.物探结果误差分析
3.1瞬变电磁技术是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。

矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行，瞬变电磁场呈全空间分布，全空间效应成为矿井瞬变电磁法共有的问题。

煤层一般情况下为高阻介质，电磁波易于通过，所以煤层对TEM来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性，故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性
的综合反映。

因而在判定异常体空间位置时，需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。

3.2受发射电流关断时间的影响，早期测量信号畸变，无法探测到浅部的地质异常体，一般存在15m左右的浅部探测盲区。

3.3井下施工时，测量数据容易受到金属物（采煤机械、变压器、金属支架、排水管道等）的干扰，需要在资料处理解释中进行校正或剔除。

五、注浆改造效果评价
1.工作面注改后突水系数
选用公式T=P/M
式中：
T----突水系数（MPa/m）
P----隔水层底板承受的水压（MPa）
M----隔水层厚度（m）
1.1徐灰含水层突水系数计算
通过对工作面底板徐灰含水层进行注浆改造，徐灰含水层小溶洞被水泥或粘土水泥所充填后可视为隔水层，本工作面施工的39个徐灰钻孔均穿过含水层进入底板泥岩1m左右。

根据注浆钻孔实际揭露资料，注改后102煤层下距徐灰实际隔水厚度18.2m（1-1孔）～35.7m （4-1孔），平均厚度为25.3m（按最小隔水层厚度18.2m计算），该区域实测水压0.6 MPa。

据此计算徐灰最大突水系数为：
T最大=P/M=（60+18.2+7.1）×0.01÷（18.2+7.1）
=0.034MPa/m
工作面回采范围内未揭露断层及其它构造，根据工作面掘进期间及上覆9煤层采掘期间实际资料，区域内地质构造相对简单，为正常块段，工作面徐灰最大突水系数T=0.034MPa/m﹤0.06MPa/m，符合《煤矿防治水细则》中第七十三条规定。

2.工作面钻孔吨水注干料
10507里工作面共设计施工徐灰注浆改造钻孔39个，对徐灰含水层进行注浆改造，共注黏土水泥1021.9t、其中水泥719t、黏土302.9t，吨水注干料比0.4t。

3.注后物探验证
注浆改造后富水异常区面积大幅减小，注浆效果较好，通过施工钻孔证实异常区最大水量为10m3/h，符合《肥矿集团矿井防治水施实细则》第八十二条之规定。

通过对整个注浆改造工程的资料整理与分析认为，10507里工作面底板注浆改造工程符合设计要求，注浆效果较好，达到了底板含水层注浆加固目的。

六、问题及建议
工作面已施工底板注浆改造工程，因采动过程矿压对底板破坏较深且距离含水层较近，在遇隐伏构造及注改薄弱带仍有渗水可能。

采取措施：
1.该工作面局部低洼冒落不充分处存有少量老空积水，目前9507里面运中巷密闭墙处返水池涌水量为4.8m3/h，9507里面送料道密闭
墙处返水池涌水量为0.2m3/h，合计涌水量5m3/h，经9507新配泄水巷进入-90东水仓，在回采期间要加强原9507里面运中巷、送料道密闭墙处返水池的水情观测，发现不返水时立即停止回采，由地质测量科设计超前疏放钻孔，防治水工区编制安全技术施工措施进行疏水，经防治水专业出具结论由公司总工程师组织审查后，确定无老空积水隐患后，方可恢复生产。

工作面初压、回撤期间每天观测1次，正常回采期间，每5天观测1次，发现异常，及时分析处理。

2.加强对工作面顶、底板的管理。

一是在工作面上、下两巷超前30m有底鼓现象时，支设支柱并垫大铁鞋（Φ≮380mm），底鼓严重时铁鞋下垫板梁。

二是回采期间出现悬顶时及时进行人工强制放顶，确保悬顶面积不超规定（2×5）m2。

3.工作面回采期间对9507里面因注浆改造所下的一二级套管做超前处理。

4.工作面回采期间，加强运中巷水架、泄水沟、沉淀池及新配9507泄水巷的清挖，保持泄水路线畅通。

5.现场要备有120块防水木垛料（规格：1.2*0.2*0.15），30块方座，一袋小楔，两条2.8m长的工字钢，距离工作面不得超过150m，实行挂牌管理，不得挪作他用。

6.回采时将会造成地面下沉，影响范围内有铁路、注浆站及高压线路，加强观测维护设置警示牌；开采前及时通知农事部门，做好相应的农事工作。