深部开采工作底板注浆加固防治技术的应用.pdf

第 3 4卷第 1 5期 Vo 1 ． 3 4 No ． 1 5 企业技术开发 T EC HNOL O GI C AL DEVE L OP ME NT OF E NT ERP RI S E 2 0 1 5 年 5月 Ma y ． 2 0 1 5 深部开采工作底板 注浆 加 固防治技 术的应 用 王生平 中煤华昱能源集团 南阳坡煤业有限公司， 山西 朔州 0 3 6 9 0 0 摘要 采矿业是我 国经济发展 的重点 ， 煤矿 的开采深度在 不断增加 ， 这样会很容 易发生煤矿透水事故 ， 对煤矿生产就有一定的影响 。 随着煤矿防治事故办法在不断随着煤矿开采深度加大， 为防止煤矿水害事故发生， 要不断提高水害防治技术。 文章主要以一煤矿的防 止透水事故为例， 来说明深部开采工作底板注浆加固防治水技术的应用。 关键词 透水 ； 底板加 固； 注浆 ； 技 术 中图分类号 T D 7 4 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 6 8 9 3 7 2 0 1 5 1 5 0 0 5 7 0 2 煤矿 的透水 事故是一项很难 治理 的事故 ，这项 事故有很 多不利的因素影响事故后期的处理 ， 所以要时刻预防透水事 故。 这里举一个某煤矿防止发生透水事故的例子 ， 对深度开 采中的煤层构造进行分析。 并确定 目前能够更好的治理透水 事故的方法就是煤层底板注浆加固的方法 ， 这种方法操作有 一 定的危险性。 1 采煤考察概述 某煤矿在开采的时候 ， 在两个标高之间含有大量地下水的 区域， 这样含有地下水的区域周围的岩层的牢靠性就要时刻的 注意 ， 在开采期间会发生严重的水害事故。 在防止水害的事故 中要充分的考虑煤矿的实际情况。 包括煤层赋存情况、 煤层顶 底板情况、 地质构造情况、 水文地质情况， 这四种情况都要进入 考察范围内。 对于煤层赋存情况 ， 这是煤矿要开采前必须注意 的问题， 这个内框的赋存情况见表1 。 表1煤层赋存情况表 煤层总厚煤层结构煤层倾角 走向长 倾斜长 可采 变异稳定面积 m m 。 m m 指数 系数 ％程度 I n z 1 8 o 4 ． 1 5 1 ． 0 0 ． 3 0 2 ．2 6。 ～ 1 o o 2 2 1 2 ．7 1 8 0 1 0 0 ％0 ． 1 5稳定 3 9 8 2 8 6 3 ． 7 5 8 o 由表格中我们可以清楚的看到， 这个煤矿总储量非常丰 富， 特别是他的可采指数为1 0 0 ％。 对于这种情况要做好防水害 工作。 才能够保证更大的经济效益。 对于煤层底板情况， 煤层底 板J隋况是是否发生透水事故的根源， 在开采之前一定要对这个 煤层底板主要构造进行研究 ， 这样就能够保证在实施开采发生 事故的时候就更好的应对办法 ， 煤层底板 情况见表2 。 表2煤层顶、 底板 情况一览表 作者简介 王生平 1 9 6 2 一 ， 男 ， 山西朔州人 ， 大专， 研 究方向 采煤 。 煤层底板主要分为老顶、 直接顶、 伪顶、 直接底和老底。 在 进行分析的时候要具体的进行上述底顶都是什么样的岩层， 他 们的厚度有多少， 以及各种岩层的主要特点， 这些工作是预防 透水事故的根本。 1 ． 2 透水预防处理办法 为保证安全的进行开采， 根据以上考察勘探的资料， 要在 掘进过程中分别于轨道、 胶带顺槽及切眼。 第一步， 根据一定的测算要用2 1 个顶板 ， 这2 1 个顶板钻孔 对顶板K 4 砂岩相对富水区进行验证及砂岩裂隙水预疏放。 验 证钻孔多数表现无水 ，只有在轨道顺槽1 6 号点施工的验证钻 孔水量较大 ， 最大涌水量1 ． 8 m 3 ] h ， 目前涌水量为0 ． 6 m 3 ] h 。 第二步 ， 施I3 8 个底板地质孔， 疏放了4 “ 1 号煤底板砂岩 裂隙水 钻孔内只有少量出水 ， 同时探明了4 1 号与4 号煤层 间距及4 号煤厚度。 对于奥灰水根据上述资料， 我们发现煤层底板距奥灰顶界 面1 5 7 m 左右， 奥灰水静止水位标高为1 1 3 9 m， 工作面煤层标高 为6 4 2 ． 8 ～ 7 1 7 ． 7 m， 低 于奥 灰静止水位标 高4 9 6 ． 2 4 2 1 ． 3 m 左右 ， 属带压开采。 经计算 巷道底板突水系数为0 ．0 4 3 ～ 0 ．0 3 8 M P a ／ m， 小于 煤 矿防治水规定 的突水系数值， 属于带压开采安全区； 在没有构 造导水的情况下， 不会造成突水事故。 最大涌水量为 1 5 0 m 3 ／ h ， 正常涌水量为 8 0 m3 h 。 这样就可 以进行开采 。 2 注浆加固技术设计方案 根据上述材料进行注浆加固防水技术设计， 首先要根据上 文中叙述的材料进行分析， 一般情况下都会根据工作面的标高 测算 出注浆扩散半径为 1 5 ～ 2 0 m 之 间。另外在钻孑 L 空管 下设立 一 定的标注， 这样设计能够预算够三种情况， 第一种人股底部 是煤层可以利用钢管进行注浆。这样在经过2 4 h 2 ； 后再进行打 孔操作。 第二种是如果底板是岩石就可以进行压力注浆， 这种注 浆的过程要给泥浆加4 MP a ， 这个操作过程中要加大到6 MP a ， 这种加压的时间不能少于3 0 mi n ， 这样就能够使底部泥浆能够 自己加固。 3 施工过程中遇到问题及解决办法 3 ． 1 钻孔过程中出现涌水 在钻孔的过程中出现了涌水的现象 ， 这种现象的处理方 法就是 采用水泥 ， 砂浆把套管固定好 ， 然后进行试水压的 5 8 企 业 技 术 开 发 2 0 1 5 年5 月 过程 ， 在这个过程 中要 密切关注钻孔 内的出水情况 ， 出水 量 4 0 m 时 ， 停钻汇报， 专业技术人员现场进行指挥施3 2 ； 出 水量 8 0 m 时， 应立即退出1 ． 5 IT I 钻杆， 然后在钻机上固定2 m 左右钻杆， 启动钻机把钻孔内部剩余的钻杆推入钻孔内， 随后 立即关上阀门。 3 ． 2 灌 浆中跑浆 对于在灌浆的过程中出现的跑浆情况， 一般都是由于钻孔 的时候空比较浅， 但是水压特别大。 这样就导致水速度特别大 就会出现跑浆的情况 ， 这时要进行不断的清水冲洗， 还要保留 空口为下次注浆的时候做保证。 3 ． 3 注 浆压 力 对于注浆压力问题 ， 在保证压力不变的情况下及时停止注 浆， 一般停止的顺序是关闭浆泵一 关闭球阀一 卸去U 型翘 ， 这样 就能够保证施工的正常进行。 4 结语 在进行深部开采底板注浆加固防水技术时， 要时刻进行检 测， 要做到 “ 预测预报， 有掘必探， 先探后掘 ， 先治后采” 的探放 水原则。按照地测中心编制的工作面防治水措施进行回采。 施 上接第5 6 页 电试验按钮 ， 可以在综保不开盖情况下对短路和 漏电回路是否完好进行单独试验。 B B Z 一 2 ． 5 型综保采用本体内 部将短路和漏电按钮分开 ， 外壳只设一个按钮， 在不开盖时试 验， 无论短路或漏电保护回路只要有其中任何一个回路完好 ， 试验时综保都会动作闭锁，当其中一个回路不完好时将产生 巨大的安全隐患危及人身安全。 ⑦由于控制及保护回路采用集成电路， 综保本体电气元件 仅有 隔离开关 、 一、 二次侧熔断管、 控制变压器、 热继电器 、 固 态继电器、 试验按钮， 比B B Z 一 2 ． 5 型综保少了单相电抗器 、 三相 电抗器、 中间继电器、 电流互感器、 扼流圈、 载频钮子开关、 3 6 V 电源板等多个元件。 所以本体结构简单 ， 控制线路大大减少， 维 修更加简便。 同时杜绝了井下使用时人为的将钮子开关拨至无 载频状态和将三相电抗器中性点不接地，即煤电钻综保在短 路 、 漏 电保 护回路无投入状态下运行 ， 安全隐患明显 。 ⑧ Z B Z 一 4 ． 0 Z型综 保 电子插 件 每块 价 格 为 1 9 0元 ， 而 B B Z 一 2 ． 5 型综保插件每块4 0 0 元， 天湖岩矿 目前在用2 0 台新型 综保 ， 按每台综保每年更换一块插件计算 ， 仅插件投人每年可 节约维修资金2 0 台 4 0 0 元 一 2 0 x 1 9 0 元 4 2 0 0 元 ， 加上 省去直流 继电器 、 电抗器等元件检修费用， 年节约资金可达5 0 0 0 元左 右， 维修费用节约效果显著。 4 故障分析及排除 ①煤电钻刚运行 ， 马上出现短路现象， 同时短路指示灯 是 插件中3 0 0 Q， 1 0 W可调电位器磁芯调整位置不当或煤电钻电 缆绝缘阻值 5 m； ④由于 新型综保外形尺寸 6 5 4 x 6 4 5 x 4 8 0 比老式综保 6 1 0 x 5 1 0 x 4 7 0 明显加大， 现场安装时应注意巷道宽度 ， 避免因巷道过窄行车 时撞坏设 备。 6 结语 通过近四年来天湖岩煤矿采煤工作面现场使用实践证明， Z B Z 一 4 ． 0 系列煤 电钻综合保护器 的保护功能 齐全 ， 动作 灵敏 可 靠、 本体结构简单、 维修简便、 故障率极低、 设备性能先进稳定， 得到采煤一线工人和机电维修人员的一致好评 ， 是B B Z 一 2 ． 5 型 煤电钻综保的理想替代产品。 参考文献 【 1 】靳永刚，李亚平， 胡首勋， 等．浅谈煤电钻常见故障及处理方法f J 】 ．陕西煤 炭，2 0 0 9 ， 1 ． [ 2 】 王秀琴， 王德才． 煤电钻控制系统的研究叨．煤矿机械，2 0 0 2 ， 8 ． [ 3 ] 董德明， 梁南丁． 煤电钻综合保护装置的使用及改进叽． 矿山机械， 2 0 1 0 ， 1 1 ．