煤层底板注浆加固与改造含水层技术管理规定.04.29教学总结

煤层底板注浆加固与改造含水层技术管理规定

第一章总则

第一条恒源煤电公司刘桥一矿、恒源煤矿、五沟煤矿等主采山西组煤层，底板均存在太原组石灰岩岩溶裂隙水突水威胁。为了认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，防止重大水害事故发生，根据《煤矿防治水规定》的要求，特制定《煤层底板注浆加固与改造含水层技术管理规定》。

第二条煤层底板注浆加固与改造含水层的目的和任务是注浆封堵工作面断层、裂隙、陷落柱等导水构造，增加工作面底板有效隔水层厚度，降低工作面突水系数，保障工作面安全回采；

工作面通过采用煤层底板注浆加固与改造含水层后，回采期间灰岩最大涌水量应不超过40m3/h。

第三条本规定适用于工作面存在导水构造、底板薄弱带、底板能够承受的水头压力小于实际水头压力等水害威胁的工作面。

第四条工作面底板注浆加固与改造含水层工程应编制设计上报公司，经公司总工程师批准，施工单位编制安全技术措施组织实施。

第五条工程结束经现场验收后，编制工程总结及工作面采前防治水安全评价报告，上报公司通防地测部审查，经公司总工程师批准后工作面方可回采。

第二章设计

第六条设计应符合《煤矿防治水规定》和《恒源公司地测防治水技术管理规定》要求。设计内容应包括水文地质条件分析、物探设计、钻场设计、钻探设计、注浆设计、设备选型设计、排水设计、供电设计、通讯设计等。

第七条水文地质条件分析包括：工作面概述、地质构造、水文地质（顶底板含隔水层、水量、水压、导水通道等）、周边区段、底隔厚度、突水系数、疏水降压、水害威胁程度等情况分析。

第八条物探设计

包括探测目的任务、物探方法选择、工程设计布置方案等。

物探方法选择上要指出方法选择的依据以及重点探测对象。针对煤层底板赋水性探测可采用矿井瞬变电磁法、音频电透视法、网络并行电法、无线电波透视、瑞利波、地震波等，要用两种方法进行相互验证。

第九条钻场设计

原则上在工作面两巷内设计钻场，并布置在面内煤帮侧。每个钻场设计峒室三个，即钻窝、泵窝和水窝，每两个钻场间距100～150m，具体位置要尽量选择在平缓地段并避开构造发育带（断层带、褶曲轴部等）；泵窝与钻窝之间煤柱宽度应控制在5~10m范围。钻窝尺寸应根据不同钻机型号确定，泵窝及水窝尺寸应按以下标准设计。

泵窝长×宽×高＝4.0×4.0×2.4m

水窝长×宽×高＝4.0×3.0×2.4m（卧底1.2m以上）

有水沟与其它钻场水窝连接并能自流入该钻场水窝的，钻场就不需要再施工水窝，可采用集中水窝排水

钻场应有钻探设备起吊装置，。

第十条钻探设计

1、设计应包括探查目的任务、重点探查区域、钻孔设计参数选择、钻孔方案布置、钻孔结构设计、施工技术要求等内容。

2、要根据实际需要加固的底板隔水层厚度要求来确定钻孔终孔层位。

3、要根据各钻孔地质预想剖面确定钻孔的方位、倾角、深度等参数，在设计中尽量杜绝倾角小于30°的钻孔。

4、底板灰岩注浆孔扩散半径一般应取30～35m，改造范围内全覆盖加固，针对构造异常带及物探异常区应重点加密布孔探验，改造覆盖范围向工作面四周外扩距离应大于15m。

5、每相邻两个钻场至少布置一个全取芯孔。

6、为揭露更多裂隙以增强注浆效果，注浆孔终孔孔径选择Ф73mm；每个钻孔应下二级套管，一级为孔口护壁管Ф146mm，至少穿过煤层底板下2m以上；二级为止水套管Ф108mm，长度应根据岩层强度、水压、钻孔倾角等因素综合确定，但孔口管末端距离煤层底板垂距不小于15m，同时应满足《煤矿防治水规定》的相关要求；套管管材一般选择DZ40普通地质管材，壁厚4.5mm以上。

7、根据施工需要部分钻孔要做单孔设计。

第十一条注浆设计

1、按照等水位线图选取工作面水压，注浆终压取受注含水层水压的2倍。

2、注浆材料为黏土水泥浆或水泥单液浆。水泥为新鲜的PO42.5普通硅酸盐水泥，其质量应符合国家GB175-92标准，不得使用受潮结块的水泥或过期的水泥。黏土40μmy以下的粒径不得小于90%。单液水泥浆浓度为1.20g/cm3~1.35 g/cm3，粘土水泥浆1.20 g/cm3~1.30 g/cm3。

3、注浆方式，即固管与浅部复注采用井下注浆泵注浆，底板加固与改造含水层注浆应采用地面注浆站注浆；注浆顺序为打一孔注一孔和交叉施工钻孔方式；注浆结束标准为：达到设计终压，浆液流量在40l/min以下，并持续20分钟。

4、一般应采用公式法或比拟法预算注浆总注入量和单孔平均注入量。

第十二条排水设计

1、设计中应明确最大涌水量、排水路线、排水扬程、排水设备、水仓容量等。

2、每个排水点泵排能力要大于相关钻场钻孔预计最大涌水量和巷道系统涌水量之和；排水管路的排水能力要与工作水泵的排水能力相匹配，单个排水点与总排水管路之间应安装逆止阀；水窝内要配备与工作泵同等能力的备用泵。

第十三条供电设计

钻进及井下注浆施工用电为巷道掘进用电的一部分，在巷道施工

设计中以于考虑。

排水供电要采用双回路，专电专供，双回路供电标准是，每路电源所带水泵均可启动满足最大排水量需要。

第十四条通讯要求

施工钻场必须安装专线电话。

第十五条工程量及费用概算

按照设计工程量和恒源公司相关规定应对工程费用进行概预算。

第十六条附表与图

1、钻孔设计一览表

2、排水设施设计一览表

3、工作面钻孔布置平面图

4、钻孔预想剖面图

5、工作面物探成果图

6、工作面综合柱状图

第三章钻注施工技术要求

第十七条开孔前准备

1、地质部门向钻探部门下达开工通知书，钻探部门接到通知后，向测量下达放线通知书，测量接到通知书后两天内按设计放线结束。钻机队技术员根据测量放的控制线具体定孔位、稳钻机开孔。要求各孔钻孔方位误差小于±2°，倾角误差小于±1°。

2、孔口管埋设

1）严格按照设计要求下孔口管，下管时，钻机队技术员及其跟班人员现场督查下管并有签字，地测部门不定时现场抽查，抽查率不低于30%。

2）孔口管丝扣要要满扣满丝，防止孔口管在使用过程中脱扣，法兰盘与孔口管要连接牢固，严禁法兰盘与孔口管焊接处出现“砂眼”或法兰盘与孔口管丝扣连接不满扣满丝。

3）为防止钻孔偏移，下孔口管段原则上应取芯钻进。

4）第一路孔口管必须穿过煤层，扎根于煤层底板坚硬岩层中不少于2m，下套管时钻孔孔深要比预计下套管深度深0.3m，第二路孔口管下套管时钻孔孔深要比预计下套管深度深0.5m。

5）末端套管（焊接法兰盘的孔口管）长度在0.5m～1m之间。

6）孔口管埋设的注浆材料采用新鲜的PO42.5硅酸盐水泥，以0.8：1～1：1的比例制成水泥浆，使用设计规定的注浆泵，进行注浆固管，凝固时间不低于72小时；耐压试验时需地测部门现场检查验收，不能满足标准要求的，重新复注，直至满足标准要求。