冀中能源云驾岭煤矿冒顶、突水、涌沙化学注浆

2020-11-17 08:37 admin 118

冀中能源云驾岭煤矿经过技术改造,生产能力达到150 万吨/年。近几年,该矿先后荣获省级高产高效矿井、全国文明煤矿、河北省文明单位等先进称号。云驾岭煤矿12采区边界回风下山早班揭露F201正断层,断层参数为:130°∠60°、预计落差大于28.0m,断层与巷道斜交约57°。断层揭露后,出现大量涌水和流沙,最初涌水量达到70~100m3/h,涌水中含沙量达7%~12%,最大含沙量约30%,迎头发生冒落,工作面停止掘进,5天后正常涌水量约25m3/h,回风下山自水仓段约1000m巷道被泥沙淹没,涌出泥沙约5000m3左右。巷道迎头后部架设有20架25#U型钢棚架强支护,迎头处钢棚已被压垮,巷道顶板冒落严重。

 矿方曾邀请中煤三十一处进行方案论证,提出了构筑混凝土挡水墙的水泥注浆方案,结果被否定。水泥浆液在注浆压力作用下,一般只能灌注大于0.3mm的裂隙,进行水泥—水玻璃注浆,必须预先构筑混凝土止水止浆墙,墙体构成后,要有强度增长等待期,工序繁琐,工期长。

  我公司接到通知后立即赶到现场并与相关领导接洽,不顾旅途劳累,到井下现场进行实地勘察并制定注浆方案。经过现场、会议论证注浆,一致同意我公司的注浆方案,并立即安排实施。我公司采用的化学注浆方案不需预先构筑混凝土止水止浆墙,可在冒顶迎头直接注浆,自然构成化学浆固结体作为进一步超前预注浆的人造岩帽,工序简单,施工速度快,工期短,有绝对成功的把握。

   本着可靠、快速、经济的原则,依据我公司以往处理冀中能源邯矿集团郭二庄矿及河北隆尧华泰石膏矿类似工程注浆堵水加固施工经验,经过充分论证,采用我公司研制生产的速立堵化学注浆材料,对于强含水含沙条件下的巷道迎头含水冒顶松散体进行了直接打孔注浆固结,并对前方断层进行了超前预注浆堵水加固。

  预注浆施工时,按设计断面全断面布置超前注浆钻孔,分段循环注浆,循环段长5m,开挖3m,留2m作为保护岩帽。

  注浆堵水加固工作完成后,边开挖,边支护。采用36#U型钢支架支护,排距0.5m,每支护4排,进行一次喷射混凝土。过断层后,再用博特威材料进行全断面围岩壁后注浆,最后采用注浆锚索加固。

   在本断层刚揭露时前方断层已探明含水含沙,断层破碎带宽度尚未探清,只能在超前注浆时,边打孔、边注浆、边架棚,边探查。

   在注浆前,首先在距迎头10m处用地质坑道钻机向巷道顶板打放水孔,防止顶板水水位升高而导致突水事故发生。后在离迎头4米处破碎围岩体进行注浆加固防止后方围岩体冒落。加固后开始超前预注浆,采用向顶板前方及侧帮打孔注浆,形成整体托住下涌的碎渣,用U型钢支护。但在施工几米进尺后,究其原因由于地质条件复杂及掘进进度太快(使用铲车),造成大面积冒落。我公司施工人员及时采用深浅孔交叉注浆进行补救,使前方形成一个整体。不再冒落使矿方继续掘进。施工进尺13.5米处,遇到全断面都是黄沙,延伸至21.5米。因水流大泥沙大面积冒落。及时进行打孔注浆,发现不能下注浆管(踏孔)。采用我公司自制研发的注浆钻杆进行密集布孔注浆。注浆钻杆形成网状式结构进行注浆,使顶板及侧帮形成一个整体托住下涌的泥沙。由于地质条件复杂,为保证施工安全采用逐架加固掘进(加固—架U型钢、掘进一架、支一架)。并在施工过程中及时对注浆浆液进行取样试验,及时调整注浆参数,保证了注浆效果,防止了浆液的流逝浪费,实现堵水固沙,消除了过断层的种种不安全因素,最终保证了巷道的正常掘进,顺利地通过了F201断层破碎带并达到了设计目的及要求,得到集团领导及矿方的一致好评。