...wd......wd......wd...桃園煤礦1035工作面注漿堵水工程方案設(shè)計(jì)淮北礦業(yè)集團(tuán)勘探工程有限責(zé)任公司二〇一三年二月桃園1035工作面注漿堵水工程方案設(shè)計(jì)編制單位：淮北礦業(yè)集團(tuán)勘探工程有限責(zé)任公司總經(jīng)理：王建設(shè)總工程師：李泉工程負(fù)責(zé)人：李泉設(shè)計(jì)編寫(xiě)：張育寶胡統(tǒng)先束學(xué)照郭永校對(duì)：張育寶審核：李泉葉禮明二目錄第一章根本情況-4-第二章堵水工程方案設(shè)計(jì)-5-第一節(jié)總體方案-5-第二節(jié)鉆探工程設(shè)計(jì)-6-第三節(jié)注漿工程設(shè)計(jì)-7-第三章工期安排-8-第四章工程費(fèi)用概算-9-第一章根本情況2013年2月3日凌晨0點(diǎn)35分，桃園煤礦南三采區(qū)1035切眼掘進(jìn)工作面發(fā)生底板特大突水災(zāi)害，估算初期突水量2.9萬(wàn)m3/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)礦井排水能力，造成礦井被淹。一、突水經(jīng)過(guò)1035工作面位于桃園礦南三采區(qū)南翼，該工作面上覆的71煤層7131工作面已經(jīng)開(kāi)采。工作面機(jī)巷準(zhǔn)備到位向上施工切眼28m。2月2日17:30，迎頭向后約12m處底板底鼓滲水，到18時(shí)，水量穩(wěn)定在30m3/h左右，到19時(shí)水量增加到150~200m二、突水區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)情況突水發(fā)生在南三采區(qū)1035切眼掘進(jìn)工作面迎頭后約12m處，該工作面開(kāi)采二疊系山西組10煤層，其上覆的下石盒子組71煤層7131工作面已開(kāi)采完畢。該工作面最低點(diǎn)標(biāo)高-510.2m，突水點(diǎn)底板隔水層厚度64.27m；該區(qū)域進(jìn)展了地面三維地震勘探，未發(fā)現(xiàn)落差大于5.0m斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造異常；機(jī)巷、切眼掘進(jìn)揭露煤層頂板連續(xù)完整；與突水點(diǎn)相距18m的補(bǔ)10-3孔終孔于太原組一灰，該孔揭露地層構(gòu)造穩(wěn)定，鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)資料正常。根據(jù)出水量〔估算初期突水量2.9萬(wàn)m3/h〕、水位動(dòng)態(tài)〔奧灰長(zhǎng)觀孔水位已下降60m〕、水質(zhì)檢測(cè)資料等綜合判斷出水水源為奧灰水，出水通道為隱伏導(dǎo)水陷落柱。分析認(rèn)為該陷落柱位于10煤底板以下，且直徑較小。第二章堵水工程方案設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析，三點(diǎn)是明確的，突水水源是奧陶系巖溶強(qiáng)含水層，導(dǎo)水通道是陷落柱，1035切眼出水點(diǎn)是目前掘進(jìn)巷道中，距離陷落柱法距較近的點(diǎn)。陷落柱特征：1、隱伏在工作面內(nèi)，位于10煤底板以下；2、位置大致距離1035切眼出水點(diǎn)〔X:3708022.953、Y：39500162.806、Z：-465.4：〕20—50米范圍內(nèi)；3、陷落柱是一個(gè)高度300-400米，不規(guī)則的圓錐體，存在較大的空洞。第一節(jié)總體方案為了盡快恢復(fù)礦井生產(chǎn)，本次突水災(zāi)害治理采用截流與堵源同時(shí)進(jìn)展的方案，在確保堵水效果的條件下盡最大限度的節(jié)約治理時(shí)間。巷道截流工程由西安煤科院負(fù)責(zé)施工，本設(shè)計(jì)為陷落柱注漿堵水工程，根本思路為：1、先期在突水點(diǎn)及其上山方向、走向方向布置3個(gè)探查注漿鉆孔，查明陷落柱發(fā)育高度及范圍。2、利用先期探查鉆孔對(duì)陷落柱灌注水泥漿，形成頂部蓋層。3、分段〔20-40m〕延伸探查鉆孔注漿充填陷落柱，直至四灰底板，形成10煤下約100m4、布置檢驗(yàn)鉆孔對(duì)陷落柱止水塞進(jìn)展質(zhì)量檢驗(yàn)和注漿加固。第二節(jié)鉆探工程設(shè)計(jì)一、鉆孔布置根據(jù)出水點(diǎn)及推斷的陷落柱位置，兼顧地層的產(chǎn)狀先期布置3個(gè)探注鉆孔，3個(gè)檢驗(yàn)鉆孔，見(jiàn)下表。表2-1鉆孔設(shè)計(jì)一覽表序號(hào)孔號(hào)坐標(biāo)終孔層位設(shè)計(jì)深度〔m〕取芯要求單孔任務(wù)代碼備注XY〔1〕〔2〕〕〔1〕〔2〕〔1〕〔2〕〔〔小計(jì)3660米/6備注：1、單孔任務(wù)：〔1〕探查陷落柱；〔2〕灌注孔；〔3〕檢驗(yàn)、補(bǔ)注孔2、鉆孔根據(jù)陷落柱探查治理的需要，調(diào)整設(shè)計(jì)、增加導(dǎo)斜鉆孔。二、鉆孔構(gòu)造0～290m，孔徑Φ311mm，下Φ245×10mm地質(zhì)套管，進(jìn)入基巖20m，隔離松散層〔底界面深度在孔深271米左右〕。290～470m，孔徑Φ216mm，下Φ177.8×9.19mm通天套管470m，下至10煤頂板〔孔深486米左右〕約20m470m～陷落柱頂部，孔徑Φ152mm裸孔。煤層底板至四灰底板延伸段孔徑Φ152mm裸孔。三、鉆探技術(shù)要求〔1〕所有鉆孔必須從地面開(kāi)鉆并準(zhǔn)確穿透設(shè)計(jì)靶點(diǎn)，否則為廢孔；〔2〕要定期檢測(cè)孔斜，發(fā)現(xiàn)超偏時(shí)要及時(shí)采取有效措施進(jìn)展糾偏，為注漿創(chuàng)造條件；〔3〕下套管要求：本工程鉆孔總體上為二層套管，第一層套管隔離沖積層，要求套管下入基巖內(nèi)不少于15m；第二層套管要求下在煤層上2〔4〕鉆進(jìn)中要求進(jìn)展簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)，如發(fā)現(xiàn)大量漏水、掉鉆、埋鉆、涌水、串漿等現(xiàn)象要詳細(xì)記錄其深度、層位等數(shù)據(jù)；〔5〕發(fā)現(xiàn)鉆孔掉鉆后，要用鉆具測(cè)量落空高度；〔6〕所有地面鉆孔終孔后須進(jìn)展不小于30分鐘的壓水洗孔，之后觀測(cè)鉆孔靜止水位；〔7〕檢驗(yàn)鉆孔柱體結(jié)石體取芯、壓水試驗(yàn)等項(xiàng)技術(shù)要求另行設(shè)計(jì)。第三節(jié)注漿工程設(shè)計(jì)據(jù)推算，鉆孔注漿時(shí)的礦井淹沒(méi)水位與奧灰水位根本一致，下游的巷道截流工程初步形成，根本屬于靜水注漿狀態(tài)。因此將注漿分為先期灌注、中期充填和后期壓注三個(gè)階段。探注鉆孔揭露陷落柱后，采用大流量方式灌注純水泥漿，形成柱頂約30m的止水層。下延鉆孔進(jìn)展壓水試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可采用水泥-粉煤灰連續(xù)注漿充填柱體。最后利用探注和檢驗(yàn)鉆孔進(jìn)展壓注純水泥漿。一、灌注工程1、注漿材料注漿用水泥要求為普通硅酸鹽PO42.5水泥。預(yù)計(jì)水泥用量為10000噸。2、注漿工藝連續(xù)制漿和注漿，射流造漿系統(tǒng)，平均日制漿量達(dá)600～1000m3，采用石家莊煤機(jī)廠TBW260-1200泥漿泵注入孔內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)由供電、供水、供儲(chǔ)灰、制漿、注漿、輸漿、止?jié){等7個(gè)局部。本次注漿以水泥單液漿為主。二、充填注漿1、注漿材料注漿用水泥要求為普通硅酸鹽PO42.5水泥，Ⅲ級(jí)以上粉煤灰。預(yù)計(jì)水泥用量為15000噸，粉煤灰30000噸。2、注漿工藝連續(xù)制漿和注漿，粉煤灰和水泥兩套射流注漿系統(tǒng)，二次攪拌混合，平均日制漿量達(dá)1000m三、壓力注漿1、注漿材料注漿用水泥要求為普通硅酸鹽PO42.5水泥。預(yù)計(jì)水泥用量為8000噸。2、注漿工藝采用高壓小量注漿方式，NBB260/7注漿泵。漿液配比、注漿控制、完畢標(biāo)準(zhǔn)在注漿施工時(shí)詳細(xì)設(shè)計(jì)。第三章工期安排本工程預(yù)計(jì)總工期為120天，其中鉆探工程為單孔24天，灌注工程5天，延伸鉆探及充填注漿為46天，質(zhì)量檢驗(yàn)及加壓注漿為50天。第四章工程費(fèi)用概算根據(jù)設(shè)計(jì)的工程量，并結(jié)合市場(chǎng)價(jià)格，本工程暫按6個(gè)孔，工程量3660米；主要材料：粉煤灰30000T、水泥33000T，概算為3343.7萬(wàn)表4-1陷落柱注漿堵水工程費(fèi)用概算序號(hào)工程工程量單價(jià)〔元〕金額〔萬(wàn)元〕備注一鉆探費(fèi)3660米1造孔費(fèi)3660米1500549.00采空區(qū)2套管費(fèi)〔1〕Φ245×11121噸700084.7063．5〔2〕Φ177.8×9.19118噸8500100,3037.95〔3〕加工費(fèi)46．25管材的25%3固管12次3000036.00二注漿費(fèi)