桃园煤矿底板注浆及设计方案.doc

桃园煤矿1035工作面 注浆堵水工程方案设计 淮北矿业集团勘探工程有限责任公司 二〇一三年二月  桃园1035工作面注浆堵水工程方案设计 编制单位： 淮北矿业集团勘探工程有限责任公司 总 经 理： 王建设 总工程师： 李 泉 项目负责人：李 泉 设计编写： 张育宝 胡统先 束学照 郭永 校 对： 张育宝 审 核： 李 泉 叶礼明 二〇一三年二月九日 目 录 第一章 基本情况 - 4 - 第二章 堵水工程方案设计 - 5 - 第一节 总体方案 - 5 - 第二节 钻探工程设计 - 6 - 第三节 注浆工程设计 - 7 - 第三章 工期安排 - 8 - 第四章 工程费用概算 - 9 - 第一章 基本情况 2013年2月3日凌晨0点35分，桃园煤矿南三采区1035切眼掘进工作面发生底板特大突水灾害，估算初期突水量2.9万m3/h，远远超过矿井排水能力，造成矿井被淹。 一、突水经过 1035工作面位于桃园矿南三采区南翼，该工作面上覆的71煤层7131工作面已经开采。工作面机巷准备到位向上施工切眼28m。2月2日17:30，迎头向后约12m处底板底鼓渗水，到18时，水量稳定在30m3/h左右，到19时水量增加到150~200m3/h，之后一直稳定到次日0：00。3日00:35，突水点水量突然剧增，现场监测人员汇报后带人撤离现场，矿调度所下达全矿撤人命令。 二、突水区地质、水文地质情况 突水发生在南三采区1035切眼掘进工作面迎头后约12m处，该工作面开采二叠系山西组10煤层，其上覆的下石盒子组71煤层7131工作面已开采完毕。该工作面最低点标高-510.2m，突水点底板隔水层厚度64.27m；该区域进行了地面三维地震勘探，未发现落差大于5.0m断层、陷落柱等地质构造异常；机巷、切眼掘进揭露煤层顶板连续完整；与突水点相距18m的补10-3孔终孔于太原组一灰，该孔揭露地层结构稳定，钻孔简易水文地质观测资料正常。 根据出水量（估算初期突水量2.9万m3/h）、水位动态（奥灰长观孔水位已下降60m）、水质检测资料等综合判断出水水源为奥灰水，出水通道为隐伏导水陷落柱。分析认为该陷落柱位于10煤底板以下，且直径较小。 第二章 堵水工程方案设计 根据现有的数据分析，三点是明确的，突水水源是奥陶系岩溶强含水层，导水通道是陷落柱，1035切眼出水点是目前掘进巷道中，距离陷落柱法距较近的点。 陷落柱特征： 1、隐伏在工作面内，位于10煤底板以下； 2、位置大致距离1035切眼出水点（X:3708022.953、Y806、Z：-465.4：）20—50米范围内； 3、陷落柱是一个高度300-400米，不规则的圆锥体，存在较大的空洞。 第一节 总体方案 为了尽快恢复矿井生产，本次突水灾害治理采用截流与堵源同时进行的方案，在确保堵水效果的条件下尽最大限度的节约治理时间。巷道截流工程由西安煤科院负责施工，本设计为陷落柱注浆堵水工程，基本思路为： 1、先期在突水点及其上山方向、走向方向布置3个探查注浆钻孔，查明陷落柱发育高度及范围。 2、利用先期探查钻孔对陷落柱灌注水泥浆，形成顶部盖层。 3、分段（20-40m）延伸探查钻孔注浆充填陷落柱，直至四灰底板，形成10煤下约100m的止水塞。 4、布置检验钻孔对陷落柱止水塞进行质量检验和注浆加固。 第二节 钻探工程设计 一、钻孔布置 根据出水点及推断的陷落柱位置，兼顾地层的产状先期布置3个探注钻孔，3个检验钻孔，见下表。 表2-1 钻孔设计一览表 序号 孔号 坐标 终孔 层位 设计 深度 （m） 取芯 要求 单孔任务 代码 备 注 X Y 1 堵1 3708022.953800 四灰底 610 （1）（2）） 2 堵2 3708040.178642 四灰 610 （1）（2） 3 堵3 3708040.353 78415 四灰 610 （1）（2） 4 堵检1 四灰 610 部分 （3） 5 堵检2 四灰 610 部分 （3） 6 堵检3 四灰 610 部分 （3） 小计 3660米/6孔。 备注：1、单孔任务：（1）探查陷落柱；（2）灌注孔 ；（3）检验、补注孔 2、钻孔根据陷落柱探查治理的需要，调整设计、增加导斜钻孔。 二、钻孔结构 0～290m，孔径Φ311mm，下Φ245×10mm地质套管，进入基岩20m，隔离松散层（底界面深度在孔深271米左右）。 290～470m，孔径Φ216mm，下Φ177.8×9.19mm通天套管470m，下至10煤顶板（孔深486米左右）约20m，作为注浆套管。 470m～陷落柱顶部，孔径Φ152