1、 煤層底板注漿加固與改造含水層技術管理規定第一章 總則第一條 恒源煤電公司劉橋一礦、恒源煤礦、五溝煤礦等主采山西組煤層，底板均存在太原組石灰巖巖溶裂隙水突水威脅。為了認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，防止重大水害事故發生，根據煤礦防治水規定的要求，特制定煤層底板注漿加固與改造含水層技術管理規定。第二條煤層底板注漿加固與改造含水層的目的和任務是注漿封堵工作面斷層、裂隙、陷落柱等導水構造，增加工作面底板有效隔水層厚度，降低工作面突水系數，保障工作面安全回采；工作面通過采用煤層底板注漿加固與改造含水層后，回采期間灰巖最大涌水量應不超過 40m /h。3第三條 本規定適用于工作面存在導水構造、底板

2、薄弱帶、底板能夠承受的水頭壓力小于實際水頭壓力等水害威脅的工作面。第四條 工作面底板注漿加固與改造含水層工程應編制設計上報公司，經公司總工程師批準，施工單位編制安全技術措施組織實施。第五條 工程結束經現場驗收后，編制工程總結及工作面采前防治水安全評價報告，上報公司通防地測部審查，經公司總工程師批準后工作面方可回采。- 1 - 第二章 設計第六條 設計應符合煤礦防治水規定和恒源公司地測防治水技術管理規定要求。設計內容應包括水文地質條件分析、物探設計、鉆場設計、鉆探設計、注漿設計、設備選型設計、排水設計、供電設計、通訊設計等。第七條 水文地質條件分析包括：工作面概述、地質構造、水文地質（頂底板含隔

3、水層、水量、水壓、導水通道等）、周邊區段、底隔厚度、突水系數、疏水降壓、水害威脅程度等情況分析。第八條 物探設計包括探測目的任務、物探方法選擇、工程設計布置方案等。物探方法選擇上要指出方法選擇的依據以及重點探測對象。針對煤層底板賦水性探測可采用礦井瞬變電磁法、音頻電透視法、網絡并行電法、無線電波透視、瑞利波、地震波等，要用兩種方法進行相互驗證。第九條 鉆場設計原則上在工作面兩巷內設計鉆場，并布置在面內煤幫側。每個鉆場設計峒室三個，即鉆窩、泵窩和水窩，每兩個鉆場間距 100150m，具體位置要盡量選擇在平緩地段并避開構造發育帶（斷層帶、褶曲軸部等）；泵窩與鉆窩之間煤柱寬度應控制在510m 范圍。

4、鉆窩尺寸應根據不同鉆機型號確定，泵窩及水窩尺寸應按以下標準設計。泵窩 長寬高4.04.02.4m水窩 長寬高4.03.02.4m（臥底 1.2m 以上）- 2 - 有水溝與其它鉆場水窩連接并能自流入該鉆場水窩的，鉆場就不需要再施工水窩，可采用集中水窩排水鉆場應有鉆探設備起吊裝置，。第十條 鉆探設計1、設計應包括探查目的任務、重點探查區域、鉆孔設計參數選擇、鉆孔方案布置、鉆孔結構設計、施工技術要求等內容。2、要根據實際需要加固的底板隔水層厚度要求來確定鉆孔終孔層位。3、要根據各鉆孔地質預想剖面確定鉆孔的方位、傾角、深度等參數，在設計中盡量杜絕傾角小于 30的鉆孔。4、底板灰巖注漿孔擴散半徑一般應

5、取 3035m，改造范圍內全覆蓋加固，針對構造異常帶及物探異常區應重點加密布孔探驗，改造覆蓋范圍向工作面四周外擴距離應大于 15m。5、每相鄰兩個鉆場至少布置一個全取芯孔。6、為揭露更多裂隙以增強注漿效果，注漿孔終孔孔徑選擇 73mm；每個鉆孔應下二級套管，一級為孔口護壁管 146mm，至少穿過煤層底板下 2m 以上；二級為止水套管 108mm，長度應根據巖層強度、水壓、鉆孔傾角等因素綜合確定，但孔口管末端距離煤層底板垂距不小于 15m，同時應滿足煤礦防治水規定的相關要求；套管管材一般選擇 dz40 普通地質管材，壁厚 4.5mm 以上。7、根據施工需要部分鉆孔要做單孔設計。第十一條 注漿設計

6、- 3 - 1、按照等水位線圖選取工作面水壓，注漿終壓取受注含水層水壓的 2 倍。2、注漿材料為黏土水泥漿或水泥單液漿。水泥為新鮮的po42.5普通硅酸鹽水泥，其質量應符合國家 gb175-92 標準，不得使用受潮結塊的水泥或過期的水泥。黏土 40my 以下的粒徑不得小于 90%。單液水泥漿濃度為 1.20g/cm 1.35 g/cm ，粘土水泥漿 1.20 g/cm 1.30333g/cm 。33、注漿方式，即固管與淺部復注采用井下注漿泵注漿，底板加固與改造含水層注漿應采用地面注漿站注漿；注漿順序為打一孔注一孔和交叉施工鉆孔方式；注漿結束標準為：達到設計終壓，漿液流量在 40l/min 以下

7、，并持續 20 分鐘。4、一般應采用公式法或比擬法預算注漿總注入量和單孔平均注入量。第十二條 排水設計1、設計中應明確最大涌水量、排水路線、排水揚程、排水設備、水倉容量等。2、每個排水點泵排能力要大于相關鉆場鉆孔預計最大涌水量和巷道系統涌水量之和；排水管路的排水能力要與工作水泵的排水能力相匹配，單個排水點與總排水管路之間應安裝逆止閥；水窩內要配備與工作泵同等能力的備用泵。第十三條 供電設計鉆進及井下注漿施工用電為巷道掘進用電的一部分，在巷道施工- 4 - 設計中以于考慮。排水供電要采用雙回路，專電專供，雙回路供電標準是，每路電源所帶水泵均可啟動滿足最大排水量需要。第十四條 通訊要求施工鉆場必須

8、安裝專線電話。第十五條 工程量及費用概算按照設計工程量和恒源公司相關規定應對工程費用進行概預算。第十六條 附表與圖1、鉆孔設計一覽表2、排水設施設計一覽表3、工作面鉆孔布置平面圖4、鉆孔預想剖面圖5、工作面物探成果圖6、工作面綜合柱狀圖- 5 - 第三章 鉆注施工技術要求第十七條 開孔前準備1、地質部門向鉆探部門下達開工通知書，鉆探部門接到通知后，向測量下達放線通知書，測量接到通知書后兩天內按設計放線結束。鉆機隊技術員根據測量放的控制線具體定孔位、穩鉆機開孔。要求各孔鉆孔方位誤差小于2，傾角誤差小于1。2、孔口管埋設1）嚴格按照設計要求下孔口管，下管時，鉆機隊技術員及其跟班人員現場督查下管并有

9、簽字，地測部門不定時現場抽查，抽查率不低于 30%。2）孔口管絲扣要要滿扣滿絲，防止孔口管在使用過程中脫扣，法蘭盤與孔口管要連接牢固，嚴禁法蘭盤與孔口管焊接處出現“砂眼”或法蘭盤與孔口管絲扣連接不滿扣滿絲。3）為防止鉆孔偏移，下孔口管段原則上應取芯鉆進。4）第一路孔口管必須穿過煤層，扎根于煤層底板堅硬巖層中不少于 2m，下套管時鉆孔孔深要比預計下套管深度深0.3m，第二路孔口管下套管時鉆孔孔深要比預計下套管深度深 0.5m。5）末端套管（焊接法蘭盤的孔口管）長度在 0.5m1m 之間。6）孔口管埋設的注漿材料采用新鮮的 po42.5 硅酸鹽水泥，以0.8：11：1 的比例制成水泥漿，使用設計規

10、定的注漿泵，進行注漿固管，凝固時間不低于 72 小時；耐壓試驗時需地測部門現場檢查驗收，不能滿足標準要求的， 重新復注，直至滿足標準要求。- 6 - 3、鉆進施工要求1）鉆孔鉆進超過套管后，必須按規定裝好孔口高壓閘閥、反壓裝置、防噴裝置等；進入海相泥巖35m 時，必須提鉆對鉆孔進行復注漿，注漿采用井下注漿方式，注漿材料為 1：11.5:1 單液水泥漿注漿，注漿壓力為靜水壓 2 倍，凝固時間不低于 48 小時。2）鉆孔在鉆進時應作簡易水文地質觀測，記錄水壓、水量（包括漏失量）、水溫、采取水樣、詳細記錄巖性變化，準確判層（由鉆機隊技術人員指導判層，地質部門抽查）；認真做好原始班報記錄工作，要求使用

11、專用記錄簿，記錄規范，字跡清晰，記錄簿必須在井下現場交接班。3）鉆孔施工過程中（即裸孔段）加導向鉆進，以確保鉆孔精確施工。4）鉆孔出水后，應采用物理方法測量涌水量。5）鉆進過程中如果鉆孔涌水量大于 10m /h，須停鉆觀測，取水3樣化驗；大于 20m /h 時，必實施注漿，若當班不能注漿，則應打開3閘閥放水減壓，下一班必須注漿。6）根據鉆探施工中的實際情況，針對具體問題，及時合理調整設計，以達到鉆孔施工目的。每個鉆場至少選擇一個鉆孔測斜檢查，重點物探異常區的目標靶位鉆孔、與設計相差較多的鉆孔（提前終孔或未見目的層）及傾角小于 25的鉆孔要測斜檢查，測斜孔數不低于總孔數的 10。7）施工現場實行

12、掛牌管理，每個鉆場要求掛有鉆孔布置平面圖、- 7 - 施工流程圖、主要技術參數圖及鉆探施工進度圖等。8）鉆孔終孔后，鉆機隊地質部門提交驗收申請，相關部門現場驗尺。第十八條 注漿施工技術要求1、注漿站與孔口必須安裝壓力表，防治水工程開工前，注漿管路要先接到位，并對注漿管路的性能及地面注漿站的設備完好性進行系統檢查。2、設計現場漿液配比表。3、同一鉆場內要求完成一孔注一孔，嚴禁成多孔后一次注漿。4、注漿工藝流程：1）檢查注漿管路，注漿之前應對鉆孔徹底沖孔，沖盡孔底巖粉。2）注漿管路與孔口連接采用法蘭盤連接方式，并檢查安全性能。3）向孔內壓清水，了解鉆孔的可注性，并再次檢查孔口管質量。時間為 30

13、分鐘，壓水試驗過程中每 5 分鐘觀測記錄一次。4）注漿過程中注漿壓力、注漿量、漿液濃度等應每半小時一次，觀測、記錄、匯報，要井上下同時記錄。5）注漿過程中要密切觀測受注點鉆孔及巷道情況，發現孔壁變形、跑漿，鉆場及附近巷道底鼓變形等，必須立刻停止注漿。6）間歇注漿：根據不同工作面的水文地質條件及現場情況適當選取間歇注漿方案，以降低注漿成本。如果單孔注漿水泥用量大于100t，或巷道跑漿，則要采取間歇注漿。7）單孔注漿結束標準：當孔口壓力與設計壓力一致、漿液流量- 8 - 在 40l/min、持續 20 分鐘即可結束注漿。若無待注鉆孔，則打開泄漿閥，沖洗管路。5、注漿結束后管路殘漿嚴禁進入排水系統。

14、6、鉆孔注漿結束 72 小時后，打開閘閥，如孔內仍有出水現象，掃孔至孔底，根據孔內出水量大小，采用地面注漿站或井下注漿設備注漿封堵。7、地面注漿期間，水文地質人員應經常到注漿現場檢查注漿情況。鉆機隊要設立專門臺帳，對每個孔的注漿情況要詳細填寫。- 9 - 第四章 效果檢查及安全評價第十九條 效果檢查底板注漿加固與改造含水層工程結束后必須對其效果進行檢查，效果檢查分為鉆探和物探兩種方法。1、鉆探效果檢查從以下幾個方面進行布置和施工：1）在底板鉆注鉆孔全部注漿結束且漿液凝固時間不低于 72 小時后進行施工，鉆孔無水或涌水量較小（小于或等于 10m /h），則可確3定注漿效果，涌水量較大（大于 10

15、m /h），應當重新布孔進行補注。32）檢查孔盡可能布置在注漿范圍可能存在的注漿盲區、問題區，效果檢查孔不少于鉆孔總數的 10%。3）水文地質條件復雜區域可取芯檢驗。4）檢查孔施工結束后，應立即進行注漿封孔。2、采用物探方法效果檢查，應注意以下幾個方面：1）采用的物探方法要與注漿前的物探方法相同，按注漿前的物探設計進行施工；2）對注漿前后物探結果進行對比，看底板視電阻率是否有一定幅度的提高，看異常區是否明顯縮小或消失。對注漿后的物探異常區要采用鉆探驗證，觀測鉆孔涌水量情況，涌水量大于 10m /h，則應根3據異常區有針對性的重新布孔進行注漿。第二十條 采前防治水安全評價1、煤層底板水文地質特征

16、分析評價包括底板巖層組合情況、巖層、海相泥巖層、灰巖層兩極厚度及- 10 - 平均厚度、底板砂巖層和灰巖層富水情況、原始導高發育情況及底板物探異常區鉆探驗證情況。2、注漿前后物探效果分析評價分析出注漿前后底板視電阻率值變化情況，異常區的平面與縱向范圍變化情況，對引起這些變化的各種可能情況應當逐一分析。3、單孔注漿過程評價包括注漿工藝流程、漿液擴散半徑、注漿濃度、配比、終壓、注漿量、注漿過程中出現的異常情況、注漿時受注含水層的水位變化關系及封孔等情況的分析評價；單孔注漿量與鉆孔涌水量、鉆孔施工順序關系分析評價。4、總注漿量、單位注漿量評價總注漿量評價是指實際注入量與預計量之間差別及原因分析。單位

17、注漿量的多少及原因分析。5、涌水量預計工作面回采期間的涌水量預計應包括正常涌水量預計及最大涌水量預計，可以采用公式法及比擬法等方法計算。6、采前防治水安全評價包括注漿加固安全性評價及防排水系統評價。1）注漿加固安全性至少采用以下三種方法進行評價（1）突水系數評價仍按突水系數公式 ts=p/m 計算工作面煤層底板突水系數，此時p 的取值應按照本水文地質單元內實時水位值，m 取值應是將注漿后- 11 - 有效隔水層厚度，此時 ts 值要求小于 0.06mpa/m。（2）p-m 圖分析評價根據周邊礦井和本礦有灰巖突水威脅工作面開采經驗,作出 p-m圖，從圖中分析工作面是否可以安全開采。（3)理論計算法分析評價理論計算主要采用安全隔水層厚度（梁的強度理論模型）公式評價l( rl2+ 8k p - rl)2t =臨p4kp式中：t 隔水底板的臨界厚度（m）；臨p作用于隔水層底板的實際水壓（mpa）；l回采工作面最大控頂距或者是巷道底板寬度，（m）；r底板巖層平均容重，一般?。╩n/m ）；3kp底板隔水巖層的平均抗拉強度（mpa）如果底板隔水層實際厚度小于計算值時，