煤层底板含水层注浆改造在赵家寨煤矿的应用
赵家寨井田二1煤层底板含水层涌水量评价
赵家寨井田二1煤层底板含水层涌水量评价
徐连利;朱永飞
【期刊名称】《河北煤炭》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】用稳定流、非稳定流两种不同的计算方法预计、评价了赵家寨井田二1煤层底板-300m水平矿井涌水量.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】徐连利;朱永飞
【作者单位】焦作工学院,河南,焦作,454002;河南省煤炭地质勘蔡研究院,河南,郑州,450052;焦作工学院,河南,焦作,454002;河南省煤田地质局,河南,郑州,450052【正文语种】中文
【中图分类】TD742+.1
【相关文献】
1.煤层底板含水层注浆改造在赵家寨煤矿的应用 [J], 刘忠礼;宋建国;张燕民
2.赵家寨煤矿二1煤层底板承压水水源补给规律研究 [J], 王公忠;王国际;杨腾飞;侯建军
3.赵家寨矿井二1煤层开采矿井充水特征分析 [J], 魏家聚;张璞
4.赵家寨矿区奥陶系含水层水资源评价 [J], 朱永飞;徐连利;牛志刚
5.赵家寨煤矿二1煤层底板突水性预测及防治 [J], 代兴国;张伟;肖新成
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综合水害防治技术在赵家寨煤矿的应用
综合水害防治技术在赵家寨煤矿的应用【摘要】煤层底板含水层注浆改造技术就是沿工作面上、下巷大面积布置注浆钻孔，对出水钻孔进行一定时间的疏放后，再通过对钻孔注浆来充填底板灰岩含水层的岩溶裂隙和导水裂隙，从而大大减弱含水层的富水性并切断水源补给通道，使受注含水层被改造为隔水层或弱含水层，同时增强煤层底板隔水层的抗张强度，降低工作面底板出水的可能性，确保工作面的安全回采。
【关键词】注浆改造；钻探验证；测深物探1 工作面概况赵家寨煤矿12210工作面位于12采区西翼上部，东邻12212工作面采空区，西邻待掘的12208工作面，南邻11采区上山保护煤柱，北邻12采区边界，正上部为正在回采的31118工作面（二3煤层）。
工作面主采二1煤，底板标高-110.7～-127m。
工作面走向长493m，倾斜长194m，面积92781m2，煤层厚度最大11.2m、最小0.4m，根据实揭资料，工作面煤厚从切巷向外由薄变厚，平均厚4.23m，预计可采储量52.2万t。
2 工作面地质及水文地质条件12210工作面位于滹沱背斜轴部附近，工作面整体呈单斜构造（175°∠4°），受背斜影响，局部煤层底板起伏较大，煤层顶、底板裂隙发育，下付巷实揭一条落差约3m的逆断层。
根据工作面内及附近0852、7-1-1、-0852、0953、0952钻孔资料分析，工作面底板含水层主要有L7-8灰岩（平均厚14.25m，L8灰岩顶距煤层底板平均间距9.75m）、L5-6灰岩（局部发育，平均厚3.2m，L6灰岩顶距煤层底板平均间距56.79m）、L1-4灰岩（厚约16.75m，L4灰岩顶距煤层底板平均间距64.41m）和O2灰岩，从水位长观孔数据分析，当前L7-8灰岩水位-180m，低于工作面可采最低标高，工作面回采期间不受L7-8灰岩水威胁；L5-6灰岩局部发育，富水性不强，不受L5-6灰岩水威胁；L1-4灰岩较发育，水位标高-55m，经计算突水系数0.02MPa/m，小于正常块段安全系数0.06MPa/m，正常情况下也不受L1-4灰岩水威胁。
赵家寨煤矿2.4Mta新井设计-郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析
赵家寨煤矿2.4Mta新井设计-郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：矿业工程专业：采矿工程设计题目：赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计专题：郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析指导教师：职称：教授2011年6月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院矿业工程专业年级采矿工程2007级学生姓名任务下达日期：2011年1月14日毕业论文日期：2011年3月14日至2011年6月9日毕业论文题目：赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计毕业论文专题题目：郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析毕业论文主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本毕业设计分为一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、一般部分：赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计，主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。
2、专题部分：郑州矿区“三软”不稳定煤层巷道支护技术分析。
3、翻译部分：完成近3-5年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇，要求不少于3000字符。
院长签字：指导教师签字：摘要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。
一般部分为赵家寨煤矿2.4Mt/a新井设计。
赵家寨煤矿位于河南省新郑市，区内交通十分便利。
井田东西走向长13.5km，南北倾向宽3~4km，井田面积约47km2。
井田内可采煤层共有4层，主采煤层为二1煤。
井田内二1煤倾角在0~14°之间，平均厚度5.5m。
矿井工业储量为358.64Mt，可采储量为244.17Mt，设计服务年限72.6a。
矿井正常涌水量为600m3/h，最大涌水量为650m3/h。
矿井相对瓦斯涌出量为4.436m3/t，绝对瓦斯涌出量为30.806m3/min，属低瓦斯矿井。
煤层无自然发火倾向，但煤尘有爆炸危险性。
根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。
赵家寨煤矿首采工作面综合防治水技术研究与应用
在 赵 家 寨 煤 矿 建 设 中的 应 用 ， 期 对 类 似 矿 井 防 治 水 工 作 有 所 借 鉴 。 以
【 键 词 】 合 防 治 水 ； 探 ； 测 预 报 ； 定 层 位 ； 板 改造 关 综 物 预 确 底
２１ ０ １年
第１ ５期
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ ＧＹＩ ＯＲ Ｔ Ｏ Ｎ
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科技信息
赵家寨煤矿首采工作面综合防治水 技术研究与应用
韩 银行 费 贤瑞 巩 伟超 （ 郑煤 电有 限责 任公 司 河 南 郑 州 ４ １ ８ ） 新 ５ ４ １
东 到贾 梁 断 层 及 煤 层 露 头 （ 一 煤 层 为 区 块 边 界）北 从 大 隗 断 层 ， 止 Ｏ０ ａｍ， 于郑 煤 集 团 构 造 破 坏 地 段 经 验 值 ０ｏ ａｍ。该 工 作 ， 南 ．５ＭＰ ］ 大 ．４ＭＰ ／ 欧 阳寺 断 层 及 区 块 边 界 ， 西 长 １． 米 ， 北 宽 ３ 东 ３５千 南 ． 米 ， 积 约 ７千 面 面 回 采 有 突 水 危 险性 。 ５ Ｏ平 方 公 里 主 采 山 西 组 二 煤 （ 均 厚 度 ５５米 ）兼 采 二 ３ （ 均 平 ， ， 煤 平 通 过 对 工 作 面存 在 的 突 水 通 道 和 突 水 水 源 分 析 、 究 ， 定 了 一 研 制 厚 度 １３ ） ． ７米 。本 区属 华 北 地 层 区 、 北 平 原 地 层 分 区之 嵩 箕 小 区 。 华 套 系 统 的防 治 水 措 施 ， 要 技 术 要 点 有 ： 主 井 田内共有断层 １ ８条 ， 温 泉 、 沟 两 条 小 逆 断 层 外 ， 它 均 为 ２１ 应 用 高 分 辨 电 法 仪 对 工 作 面 上 、下 付 巷 及 切 巷 进 行 了 三极 测 深 除 宁 其 ． 正 断层 。其 中落 差 大 于 １０米 的 ５条 ，落 差 １０ ５ ０ ０ ～ ０米 的 ５条 ，落 差 物 探 ．探 查 出 二 煤 层 底 板 下 各 含 水 层 富 水 和 导 水 通 道 连 通 分 布 情 ５ ～ Ｏ米 的 ７条 ． 差 小 于 ３ ０３ 落 ０米 的 有 ｌ 。 大 隗 断 层 、 梁 断 层 、 阳 况 。 条 贾 欧 寺 断层 构 成 本 区 自然 边 界 。 断 层走 向 除 大 隗 断 层 为 近 东 西 向 外 ， 余 其 ２２ 为确 保 工作 面 提 前 试 生 产 ，先 对 切 巷 以 外 ３０米 范 围 内 进 行 全 ． ０ 均 为北西～ 南东向 ， 以南升北降正断层为 主， 并 全区构造复杂 程度属复 覆 盖 的 底 板 注 浆 改 造 ； 断 层 组 以 里 水 文 条 件 极 复 杂 区 ， 堵 导 水 通 在 以 杂 。矿 井 主 采 煤 层 二 煤 顶 板 为 砂 岩 孔 隙 裂 隙 含 水 层 ， 水 性 弱 ， 下 道 为 主 ， 面 改 造 ｋ 灰 及 以 上 含 水 层 ， 断 下 部 含 水 层 的 补 给 ； 时 富 地 全 隔 同 水 迳 流 迟 缓 ， 给 条 件 差 ， 般 不 会 对 矿 井 形 成 较 大 危 害 。 原 组 上 部 补 一 太 在工作面外侧 ３ ０米范 围内对 ｋ 灰 以上含水层进行 注浆 截流 ， 隔断外 灰 岩 岩 溶 裂 隙 承 压 水 是 二 。 层 底 板 直 接 充 水 水 源 ，水 量 较 丰 富 ， 煤 补 界补 给水 源 。 给强度中等 。二 。 煤层底板隔水层厚度 １６ ～ ３８ ．１ ４ ． ２米 ， 平均 ｌ ． Ｏ９ ６米 ， ２３ 根 据 突 水 系 数 ，在 断层 带 附 近 钻 孔 布 置 采 用 空 间立 体 交 叉 注浆 － 隔 水 性 不 佳 ． 别 是 断 裂 带 将 成 为 煤 层 底 板 突水 通 道 ， 时 还 可 能 成 加 固 Ｌ 灰 ， 堵 断 层 破 碎 带 出 水 通 道 。 特 同 封 为下部 ｃ 灰 岩 甚 至 ０ 灰 岩 岩 溶 水 间 接 充 水 的 通 道 ，对 煤 矿 生 产 ： ２４ 断层组以外水文地 质条件 相对简单 区， － 对物探 异常区施工 灰 和 建 设 影 响 较 大 疏水钻孔超前疏水降压。 该 矿 首 采 工作 面 位 于 １ 采 区西 翼 上部 ， 采 山 西 组 二 煤 层 ， １ 主 煤 ２５ 钻 孔 结 构 及 钻 机设 备 的选 型 ． 层 厚 度 ３４ １ ．ｍ， 均 煤 厚 ４３ 煤 层 底 板 标 高 一 ５ ｍ～ ２ ２ 工 作 ．～ ０３ 平 ．ｍ． １４ ３ ｍ． 级 孔 口管 孔 径 １６ ｍ， 过 二 煤 层 底 板 ６ ８ 注 水 泥 浆 ４ｒ 穿 ａ ｍ一 ｍ， 面 走 向 长 １８ ｍ， 斜 长 １０ 总 面 积 ３ ６ ７ ｍ 工 业 储 量 ２ ０２万 ９１ 倾 ７ ｍ， ４６５ ， １． 液封闭加 固， 固 ２ 凝 ４小 时 后 透 孔 进 行 耐 压 试 验 ， 压 试 验 压力 不 低 于 耐 吨 ， 采 储 量 １８６万 吨 ， 用 综 合 机 械 化 放 顶 煤 采 煤 工 艺 。 可 ７． 采 ６ ａ持续时间不少于 ３ ＭＰ ， Ｏ分 钟 ； 级孔 口管 孔 径 Ｏｌ ８ 二 ０ ｍｍ， 至 灰 深 工 作 面 经 “ 井 法 ” 验 公 式 计 算 ， 作 面 正 常 涌 水 量 ４ ２ｍ ， 大 经 工 ０ 岩 底 ， 水 泥 浆 液 封 闭加 固 ， 固 ２ 注 凝 ４小 时 后 透 孔 进 行 耐 压 试 验 ， 压 耐 最 大 涌 水 量 ６ ５ ／。根 据 水 压 值 比较 及 高 分 辨 电 法 仪 物 探 成 果 资 料 ３ ｈ 试验压力不低于 ６ ａ持续时间不少于 ３ ＭＰ ， ０分 钟 ． 留三 级 孔 口管 。 预 分 析 ， 深 部 含 水 层 的 补 给 ， 此 制 定 一 套 完 善 有 效 的 综 合 防治 水 方 有 因 本 次 钻 探 采 用 Ｚ Ｙ１０ Ｓ钻 机 ， 杆 长 ｌ 利 用 Ｚ Ｙ一 ０７０双 Ｄ ９０ 钻 ｍ． Ｂ ８ ／． 案 尤 为重 要 。 液 注 浆 泵 进 行 口管 加 固 ， 用 地 面 注 浆 站 对 底 板 进行 注 浆 改 造 及 封 Ｌ 利 结 合赵家寨煤矿 建设期 间的防治水实践 ， 在大水矿 井物探 、 预测 孔。 预报 、富 水 区底 板 注 浆 改 造 等 防 治 水 技 术 在 赵 家 寨 煤 矿 建 设 中 的 应
赵家寨煤矿二_1煤层底板承压水水源补给规律研究
Ｓｕ ｙ ｏ ｕ ｐｙＬ ｗ ｆ ｌｏ ｒｓｕ ｉ ｄ Ｗ ａｅ Ｉ ｏ ｌ ｅ ｍ ｆ ｈ ｏｉｚ ａ Ｍｉｅ ｔｄ ｎ Ｓ ｐ ｌ ａ ｓｏ ｏ ｒＰ ｅｓ ｒ ｅ ｔｒｉ ｌｌ ａ Ｓ ａ ｏ ａ ｊ ｈ ｉ ｎ Ｆ ｚ ｎ Ｃ Ｚ ａ
ＷａｇＧ ｎ ｚｏｇ ， ｎ ｕｊ ， ａ ｇＴ ｎ ｆ Ｈ ｕＪ ｎｕ ｎ ｏｇｈｎ Ｗａ ｇＧ ｏ Ｙ ｎ ｅ ｇ ｉ， ｏ ｉ ｊｎ ｉ ｅ ａ
水 的 补 给 来 源 和 导 水 通 道 ， 定 了 区域 水 源 的补 给 规 律 ， 终 得 出 了赵 家 寨 煤 矿 底 板 承 压 水 水 源 补 给 呈 现 以 确 最
“ 造补给为主 、 岩隐伏露头补给为辅、 构 灰 多种 补 给 方 式 并 存 ” 的规 律 。
关键词 ： 水害 防 治 ； 板 承 压 水 ； 给 规律 底 补 中图 分 类 号 ： Ｄ ４ ． Ｔ ７５２ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ ¨ ） ２— ０ ４— ３ １０ ０ ０ （Ｏ １ ０ １ ０
ｔ ｅ ｌ ａ ｎｇ ｓａ ｕ ｓ ｐ ｙ ｆｒｌｍ ｅ ｔｎ ｏ ｅ ｌ ｄ ｏ ｔｒ ｐ ｃ ｈ ｅ ｄｉ ｔｔ ｓ， ｕ ｐｌ ｏ ｉ ｓｏ ｅ ｃ ｎｃ ａ ｅ ｕ ｃｏ ｏｍｅ ｅ ｔ ａ ｄ ｖ ｒｅ ｆｓ ｐｐｙ ｍｏ ｅ ｒ ｏ ｘｓｉ ． ｓｎ ｘ ， ｎ ａｉ ｓｏ ｕ ｌ ｄ ｓ ａｅ ｃ ｅ ｉｔ ｎｇ Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ： ｔｒ ｄｓ ｓｅ ｅ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｃ ｎｔｏ ； ｏ ｒ ｐ ｅ ｓ ｉｅ ｔｒ ｓ ｐ ｙ ｌ ｗ ｒ ｗａｅ ｉａ ｔｒｐｒｖ ｎｔ ｎ ｏ ｒ ｌ ｆ ｏ ｒ ｓｕｒｚ ｄ ｗａｅ ； ｕ ｐｌ ａ ｏ ｌ
赵家寨煤矿差异化支护方法探讨与应用
Science &Technology Vision 科技视界赵家寨煤矿位于郑州市南约40千米,京广铁路线西侧的新郑市西部,行政隶属新郑市的城关镇、辛店镇和新密市的大隗镇。
是由郑煤集团、神火集团、北京联合德信投资有限责任公司共同参股的一座年产300万吨的大型矿井。
井田范围西起煤层底板-800米等高线,东到贾梁断层及煤层露头(一1煤层为区块边界),北从大隗断层,南止欧阳寺断层及区块边界,东西长13.5千米,南北宽3.7千米,面积约50平方公里。
1地质构造情况本区地层区划属华北地层区华北平原地层分区之嵩箕小区。
区内仅西部及其外围的许岗-三岔口一带有二叠系上统平顶山砂岩和三叠系下统金斗山砂岩出露,绝大部分为新生界掩盖。
缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系和石炭系下统。
区内地层从老到新依次为寒武系上统、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系及第三、四系。
本区主体构造为一两翼地层产状平缓,倾角3-15°,轴向NWW-SEE 的宽缓背斜构造。
根据勘探报告井田内共有断层18条,除温泉、宁沟两条小逆断层外,其它均为正断层。
其中落差大于100米的5条,落差100~50米的5条,落差50~30米的7条,落差小于30米的有l 条。
大隗断层、贾梁断层、欧阳寺断层构成本区自然边界。
断层走向除大隗断层为近东西向外,其余均为北西~南东向,并以南升北降正断层为主,全区构造复杂程度属中等。
矿井区内发育有滹沱背斜,纵张裂隙和X 节理发育,并且西北倾伏端被大隗断层切割,受断层带地下水的补给,形成相对富水区。
本区构造主要以断裂为主,伴有发育程度不同的褶皱,主要褶皱有滹沱背斜。
矿井主采山西组二1煤(平均厚度5.5米),半金属光泽,煤层结构简单,煤质松软,属典型的三软煤层。
煤层局部发育伪顶平均厚0.6m,以碳质泥岩为主;直接顶为砂质泥岩平均厚4.0m;老顶为大占砂岩平均厚度为14m。
同时我矿还兼采二3煤层(平均厚度1.3米),煤层局部发育伪顶平均厚0.3m,以碳质泥岩为主;直接顶为砂质泥岩平均厚7.0m;老顶为香碳砂岩平均厚度为20m。
赵家寨煤矿西风井井筒壁后、壁间注浆技术研究
【 关 键词】 立井井筒； 渗漏水； 壁后 、 壁 间注浆 ； 研究
０ 概 况 上一水 平交叉 布孔） ， 排距 ２ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 单孑 Ｌ 孔深 ５ ５ ０ ａ ｒ ｍ ， 穿透 内壁 进入
外壁 １ ０ ０ ａｍ ｒ
新 郑煤 电公 司西翼风 井采用冻 结法施工 井筒设计 深度 ２ ９ １ ． ３ ｍ． 壁后注浆段 ： （ １ ）注浆孔沿井壁深浅孔水平交叉布置 ．每排布置 冻结深度 ２ ７ ４ ｍ ， 井筒直 径为 ５ ． ５ ｍ 。 在井筒掘砌施工 中穿过第 四系砾石 ８ ～ １ ０ 个注浆孔ｆ 与上一水平交叉布Ｆ Ｌ ） ， 排距 ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ 。 （ ２ ） 浅孔 ： 单孔孔 层、 砂层 和二叠系粉砂岩 、 细粒砂岩 ， 为主要 的含水层 ． 随着冻结壁 逐 深 １ ２ ０ ０ ｍ ｍ。 渐融化 ． 井壁 出现渗漏水 ．出水量为 ４ ５ ｍ ３ ／ ｈ 为保护井壁及 以后 的设 （ ３ ） 深孑 Ｌ ： 单孔孔 深 ５ ０ ０ ０ ａｍ（ ｒ 考虑单孔 深度过 大 ， 深孑 Ｌ 施工 时可 施， 故决定对井壁注浆封水。 带一定角度） ． 并埋设 注浆孔 口管ｆ ３ ２ ｍ ｍ ｘ ｌ ０ ０ ０ ｍ ｍ ） 。 （ ４ ） 根据漏水 量的不 同， 采用不 同的造孔密度 、 深度埋管方式 ， 不 １ 井壁渗漏水原因分析 同的材 料配比和注浆参数 １ ） 混凝土 的收缩及 冻结 壁融化膨胀 ， 造成施工接茬 缝 ， 因而接 茬 处成为出水的薄弱处。 ２ ） 壁后岩石裂 隙水或 含水层 、 涌水 ， 通过薄弱部位 井壁接茬处 向 外渗水 。
注浆压力大小主要取决 于注浆孔 静水压 大小 ． 但考虑到岩层 的裂 隙发育程度及井壁抗 压强度 ． 壁 间注浆工作压力控制在 Ｏ ． ５ ～ ２ ＭＰ ａ ， 注 浆时可根据井壁情况和注入量相应适 时调整 注浆压力 注浆 终压不 大 于２ Ｍ Ｐ ａ 。 壁后注浆压力 ： 浅孔 １ ． ５ ～ ２ ． ５ Ｍ Ｐ ａ ， 终孔不大于 ３ Ｍ Ｐ ａ ， 深孔工作 压力 ５ ～ ６ Ｍ Ｐ ａ ． 终 孔不 大于 ８ Ｍ Ｐ ａ 。为缩短施 工工期 ． 注浆 终量不大 于 １ ０ Ｌ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 持 续时间不少于 １ ５ ｍ ｉ ｎ ３ ． ５ 注浆布 眼 壁 间注浆段 ： 注浆 孔沿井壁水平 布置 ． 每排 布置 １ Ｏ 个 注浆孔 ｆ 与
“变堵为疏”防治水方案在赵家寨煤矿的应用
“变堵为疏”防治水方案在赵家寨煤矿的应用刘晓飞【期刊名称】《《能源与环保》》【年(卷),期】2018(040)010【总页数】6页(P50-54)【关键词】水文地质; 帷幕注浆; 截流堵源; 突水; 水位; 疏水降压【作者】刘晓飞【作者单位】郑州煤炭工业（集团）有限责任公司河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TD7450 引言赵家寨煤矿水文地质类型复杂，2014年9月24日井下12202运输巷机头的掘进工作面发生底板突水事故，最大突水量1 310 m3/h。
通过突水点附近水文观测孔水位变化情况及实测水温，分析突水水源，制定帷幕注浆及截流堵源的防治水措施。
在治水期间发现附近巷道出现淋水及支护强度问题，结合突水后底板含水层水位下降速率综合考虑，决定变堵水为疏水。
通过“变堵为疏”方案的实施，既避免了堵水期间附近巷道被压垮的危险，随着底板含水层水位的急剧下降，又解决了矿井底板突水威胁，确保了矿井生产的本质安全［1-2］。
1 概况赵家寨煤矿于2004年10月16日正式开工建设，2010年9月26日通过国家发改委验收。
设计生产能力300万t/a，矿井主采二叠系山西组二1煤，煤层厚度0～27.29 m，平均厚度5.5 m，属较稳定煤层。
井田东西走向长13.5 km，南北倾斜宽3～4 km，面积48.96 km2，工业储量3.87亿 t，可采储量2.23 亿 t。
1.1 巷道设计赵家寨煤矿12201运输巷机头段设计125 m，用于运输巷运输作业，该巷埋深283.5 m，在二1煤层顶板大占砂岩层位中施工，位于SF32、SF22正断层附近。
SF32、SF22正断层为三维地震断层，在11运输、11回风、11轨道、31轨道、31回风等5条上山巷道中被实揭，均无水(图1)。
图1 12201运输巷驱动装置的布置平面Fig.1 Layout plane sketch of drive unit in 12201 transport tunnel1.2 施工前评价掘进前对三维地震及瞬变电磁勘探资料进行分析，三维地震资料显示无断裂构造，瞬变电磁资料显示该区为高阻区［3-4］。
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6使用效果与评价
（1）马丽散具有高度粘合力和很好的机械性能，可与煤层高度粘合；马丽散注射进煤层以后，低粘度混合物保持液体状态几秒钟，渗透进细小的裂缝膨胀，从而有效的加固和密封处理。
（2）提高巷道围岩松动圈内破碎岩体的强度和变形模量，注浆后，不连续面强度和变形模量等力学性质能得到改善，从而提高围岩的自身承载能力，改善巷道的稳定状况。
注浆后使破碎围岩之间的空隙充填密实，保证载荷均匀作用在巷道周边，避免再次出现局部受力造成局部破坏，从而导致整体破坏的现象。
（3）通过一段时间的使用，下顺溜尾段煤壁片帮，顶板破碎现象有了良好改善，保证了职工人身安全和工作面正常生产。
煤层底板含水层注浆改造在赵家寨煤矿的应用
刘忠礼，宋建国，张燕民
(山东龙兴地质工程有限公司，山东肥城271619)
摘要郑煤集团赵家寨煤矿首采面煤层距离底板直接充水含水层平均仅10m，水量大水压高，局部地段构造发育，底板隔水层岩石完整性差，疏放难度大，为此采用了底板含水层注浆改造技术，变含水层为相对隔水层，降低充水威胁，保证了安全回采。
关键词承压含水层注浆改造隔水层
中图分类号TD743文献标识码B
新郑煤电有限责任公司赵家寨煤矿位于郑州市南
约40km，属于典型的华北型煤田。
矿井主采二迭系下
统山西组二
1
煤，矿床主要充水含水层有奥陶系石灰岩
和上石炭系太原组薄层石灰岩承压含水层，其中太原
组石灰岩含水层段由8层石灰岩组成。
1工作面概况
11206工作面是该矿首采工作面，走向长2100m，
倾斜宽170m，倾角4－9ʎ，平均6．5ʎ，二
1
煤层厚度1．77
17．07m，平均5．0m。
1．1地质情况分析
该工作面地质构造条件比较复杂，上下顺槽在掘
进过程中实际揭露断层较多，上顺槽揭露断层11个，
下顺槽揭露断层21个，断层落差一般为0 3m，受断
层影响该工作面底板比较破碎，隔水层强度将会明显
降低，阻水能力减弱，另外有两条断层落差大于5m，贯
穿工作面上下顺槽，可能成为二
1
煤层底板各含水层水
力联系的直接通道。
1．2水文地质分析
根据钻探资料和地面钻孔资料分析，工作面二
1
煤
层底板至L
8
灰间距10 12m，掘进阶段有出水现象，
出水形式表现为底板渗水和断层带附近涌水。
二
1煤层底板至L
4
灰距离60m左右，L
1－4
灰含水
层正常水位+42m，突水系数大于临界值0．06，通过对工作面上、下顺槽三极测深，底板低阻异常区面积较
*收稿日期：2011－10－25
作者简介：刘忠礼（1983－），男，山东烟台人，2007年毕业于济南大学资源环境系，本科学历，助理工程师，现在龙兴地质公司生产技术部工作。
大，特别在断层构造密集发育附近，底板以下22．5m处
异常区和二
1
煤层底板以下62．5m处异常区比较一致，可能存在着垂向水力联系。
二
1
煤层顶板砂岩含水层富水性较弱，可以进行疏放治理。
综上分析，在回采工作面之前，对工作面进行综合水害防治是十分必要的。
2底板注浆改造方案
2．1注浆改造深度的确定
按照《矿井防治水规定》，受水威胁的工作面，必须采用钻探、物探等方法，查清其水文地质条件。
底板受构造破坏块段突水系数大于0．06MPa/m，正常块段突水系数大于0．1MPa/m的，要采取疏水降压或注浆改造等有效措施后方可回采。
计算突水系数公式为Ts=P/（M－Cp－Dg）
式中：Ts－突水系数，MPa/m；
P－隔水层承受的水压，MPa；
M－隔水层厚度，m；
Cp－采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度，m；
Dg－隔水层中原生导高，m。
根据上式变形为M=［P+Ts（Cp+Dg）］/Ts，根据
附近打钻情况测得L
1－4
灰水压2．6MPa，取P=2．6
MPa，L
1－4
灰原生导高取5m，根据矿压破坏深度经验公式Cp=1．86+0．11L（L为工作面倾斜宽）得该工作面理论矿压破坏深度20．56m。
计算得构造破碎带附近块段加固深度不低于65．56m；正常块段加固深度不低
于45．56m。
本工作面二1煤距L
1－4
灰底板间距60m，
因此在正常块段不用对L
1－4
灰进行注浆改造；在地质
构造带区段及物探异常区，对L
1－4
灰进行注浆改造。
2．2
工作面改造方案11206工作面面积大，水文地质条件复杂，为保证该面防治水工作顺利进行，采取分段改造的方案。
切巷以外300m 范围内突水系数小于0．06MPa /m ，底板改造采用以堵导水通道为主，改造L 5灰以上含水层；切巷向外300 500m 断层构造发育密集带改造L 1－4灰含水层，改造范围以整个工作面及上下顺槽外30m 范
围为主，
均匀布孔，不留空白区。
由于此前对断层带以外工作面进行探放水，发现水量小、补给弱，决定采用疏放降压法进行治理。
2．3钻孔布置
为保证工作面改造效果，按照设计在下顺槽主要布置L 7－8灰及L 5－6灰注浆改造孔。
L 5－6灰终孔保证煤层底板以下45m ，均匀覆盖改造范围，施工期间见水即注，结束后施工L 7－8灰注浆检查孔，检验注浆加固效
果。
每70m 布置一个钻场，每钻场4个L 5－6灰孔，
2个L 7－8灰孔，断层带附近每个钻场均为L 1－4灰孔。
见图1。
图1钻孔布置平面图
3注浆工艺
3．1
注浆系统
注浆系统由地面制浆系统、注浆泵、送料孔、井下注浆管路和井下注浆孔组成。
地面制浆系统由制浆机、水泥添加器、搅拌机以及其它辅助设施组成。
井下注浆管路选用Φ60ˑ6mm 高压无缝钢管，并用相匹配的高压快速接头连接，耐压不得低于10MPa ，管路应铺设在便于管理和维护的巷道内沿底板铺设，以不影响
运输和行人。
注浆孔孔口安设耐震压力表，量程为
16MPa 。
注浆前要对注浆管路进行耐压试验，试验压力10MPa ，持续时间不低于30min ，发现漏水及时更换，直到试验合格为止。
3．2
注浆方式
一般采用全段连续注浆方式，分孔分序次连续灌注，直到达到终孔压力为止，以最大量进浆，最大范围扩散，最大限度的充填岩溶裂隙为目的。
对初始水量
大于30m 3
/h 的钻孔，采取分段注浆，穿透含水层或构造破碎带后最终达到注浆终孔标准。
3．3注浆材料
工作面底板加固以注粘土水泥浆为主，本次施工采用的是水泥单液浆，对裂隙起到填充作用，增强底板岩石强度。
采用425#普通硅酸盐水泥。
3．4
注浆参数
注浆参数的选择视单孔涌水量、岩溶发育程度以及施工现场情况具体确定，一般情况下参考以下参数：
（1）浆液的比重：反映了在一定体积的浆液中水泥的含量，是直接关系到浆液质量的重要参数。
一般讲，若注单液水泥浆，则水灰比一般控制在0．8：1
0．6：1之间，即比重1．5 1．7；而此次受注含水层主要
是以溶蚀裂隙为主，
故此本次工程采用水泥浆的比重在1．2 1．24之间。
（2）泵量与泵压：泵量是根据含水层岩溶裂隙的发育程度及泵压确定的，正常情况下，裂隙发育、泵压在2MPa 以内时，采用全泵量（250L /min ）大流量灌注；裂隙发育较差、泵压在2MPa 以上时，采用中泵量（80 150L /min ）；达到终孔压力时用小泵量（40 80L /min ）。
3．5单孔注浆结束标准
实践证明，注浆压力越大，扩散的范围越大，对裂隙充填的越饱满，形成的结实体强度也就越高。
所以单孔注浆结束标准为：泵量80L /min 以下，孔口压力为静水压的2．5倍，持续时间为30min 。
当发现巷道底鼓或大量跑浆时，可采用间歇法或调整浆液比重和注浆参数进行封堵。
4
注浆效果及评价
按照注浆改造设计，底板改造注浆完毕后需要运
用物探、钻探等手段进行验证效果，按要求L5－6灰孔
注浆封闭后，检查孔的涌水量不超过20m 3
/h ，说明扩散范围较广，对底板含水层裂隙的填充效果较好，达到了设计要求。
进行二次物探验证时低阻异常区面积几乎全部消失。
工作面2009年3月开始回采，截止目前
已经推采了270余米，
出水情况如图2所示。
图2
工作面回采进度与水量关系
从图2可以看出，初期工作面涌水量较少，随着工
作面得推进，水量慢慢变大且底板有渗水现象。
取水样化验后，化学离子类型与顶板水接近，分析为回采放顶后，顶板中的砂岩裂隙水释放出来，从而确定工作面涌水主要来自顶板。
但顶板富水性较弱，补给条件差，随着工作面向前推采，静储量疏放殆尽后，动态的补给水量迅速减小了。
由此可见底板的注浆改造效果非常好，是一种高效经济的手段。