斜井突出空洞处理与安全通过技术研究与应用论文_贺照锋

斜井突出空洞处理与安全通过技术研究与应用论文_贺照锋

山东东泰矿业有限公司 山东 淄博 255154

摘要:本文阐述斜井掘进中煤层发生突出,井壁变形破裂,采用注浆技术固定顶板及充填突出后的空洞技术。

关键词:斜井;突出;破壁;注浆;支护

一、概述

糯东煤矿1#回风井因17#煤层发生突出,造成井壁变形破裂,突出点形成具大空洞,井筒难以继续向前掘进和通过。采用注浆技术固定顶板及充填突出后的空洞,在巷道顶部形成假顶,形成井壁。

二、注浆施工方案

设计方案采用注浆孔穿过空洞对空洞进行注浆,充填空洞,在巷道上方形成假顶,使巷道安全通过。注浆孔从两个地点进行施工,1#回风井的376m处和进风井的335m处(1#回风井与进风井相距45m)。1#回风井设计9孔,分3排,每排3孔,巷道中间一排,两侧各一排,两侧与中间的一排夹角30°,每排3个孔的倾角分别为15°、21°和27°,过空洞穿过煤层顶板终孔,终孔孔径Φ75mm,套管下至孔底,空洞及煤层段套管钻设筛眼,以便注浆。

由进风井向1#回风井施工的注浆孔设计终孔位置在1#回风井388m顶板以上4至7m范围内,终孔55m,设计4孔,其中终孔位置最高的1号孔兼做瓦斯抽放孔,套管下至孔底,32m以后套管钻眼,以便注浆。终孔孔径Φ75mm。

注浆泵采用浙江杭钻机械制造股份有限公司生产的SGB9-12型,最大进浆量9m3/h,最大压力12MPa,注浆前首先对注浆孔进行注水试验,检验注浆管路和进浆情况。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆浆液分水泥浆和水泥粉煤灰浆液,进浆量小时采用纯水泥浆液,进浆量大时采用水泥粉煤灰浆液。水泥浆配比按水:水泥=1:1(重量比),水泥粉煤灰浆液配比按水:水泥:粉煤灰=1:1:2(重量比)。注浆方式采用连续注浆的方法。注浆压力地面1MPa,井下2MPa。

三、施工过程

首先对1#回风井井下2号孔开始注浆,注水10分钟后,开始注水泥粉煤灰浆液,水泥用量15袋、粉煤灰用量20车(每车100Kg)时,左邦6号孔见浆液,关闭6号孔后,2号孔周围碹体漏浆,随后用棉纱封堵,效果较好,注浆至2小时后,孔口最大压力7MPa,地面压力1.5MPa,不进浆,注浆结束,2号孔共注水泥36袋(1.8t),粉煤灰72车(7.2t)。然后换1#注浆孔继续注浆,20分钟后,5号孔返浆后关闭,碹体漏浆,用棉纱封堵,注浆1小时30分后,孔口压力3.5MPa,孔内不进浆,即停止注浆,共注水泥22袋(1.1t),粉煤灰44车(4.4t)。继续6号孔继续注浆2小时孔口压力3.5MPa,孔内不进浆,即停止注浆。继续对1#回风井7号孔开始注浆,由于进浆量小,采用纯水泥浆液,水灰比1:1,至11时,孔口压力4MPa,孔内不进浆,结束该孔注浆,共注水泥30袋(1.5t)。接2号孔,至2小时40分后,孔口压力4.5MPa,孔内不进浆,结束该孔注浆。从1#回风井376m处的注浆工作结束,共注水泥118袋(5.9t),粉煤灰132车(每车100Kg 13.2t)。

根据现场施工情况,把注浆工作重点放在距巷道较近的位置,设计7个孔,其中有5个孔终孔位置在巷道顶板以上2m,其中有两孔在中部和上部。本次设计注浆孔的目的一是检验上次注浆效果,二是继续注浆。注浆的方法采用施工2~3孔后即注一次浆的办法,不采用把设计孔全部施工完后再注浆的方法。防止串孔,造成废孔。

四、注浆效果分析

1、对突出点采用连续注浆的方法,直至不进浆为止,突出点的空洞已全部充填,达到了预期效果。

2、1#回风井注浆过程中渗水和后期不渗水现象分析,迎头顶板以上3~5m为松散的煤层,注浆先沉淀于松散煤层以上,水渗出,然后逐渐充填空洞,迎头3~5m松散的煤层并没有进水泥浆,松散煤层没有固结,巷道恢复掘进仍难以通过,需要对迎头以上2~3m范围内继续注浆,进一步加固巷道顶板。

3、突出位置的空洞体积与分析的空洞体积相差较大,造成这样的原因是突出后煤层重新分布,煤层变的松软,体积增大,使突出空间变小,松散煤层内又不进浆,所以,实际进浆量没有达到预计的用量。

4、从1#回风井注浆时,进浆量小,碹体漏浆,注浆时间短,浆液扩散范围小等情况证明是松散煤层,并不是空洞,1#回风井和进风井施工的注浆孔,判断的空洞位置不甚准确,煤层松散误判为空洞。通过注浆证明17#煤层即使是松散的进浆量也较小。

五、结束语

注浆工作结束后,巷道即恢复施工,施工过程发现有水泥浆凝固块,底部少,顶部多,巷道顶板较完整,没有垮塌现象,顶板以上已形成一层假顶,效果明显,巷道简单处理后,即安全通过。

参考文献

[1]刘敬寿,戴俊生,王珂,邹娟,周巨标,丁玉盛.斜井岩心裂缝产状校正方法及其应用[J].石油学报,2015,36(01):67-73.

[2]李学彬,杨仁树,高延法,何晓生,王超.大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术[J].煤炭学报,2013,38(10):1742-1748.

论文作者:贺照锋

论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期

论文发表时间:2018/12/19

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