970主石门水害治理工程治理效果评估报告

挖陇沟煤矿970主石门岩溶裂隙破碎带帷幕注浆效果评估报告挖陇沟煤矿地测部二0一三年三月2挖陇沟煤矿970主石门岩溶裂隙破碎带帷幕注浆效果评估报告编制：审核：地测部：生技部：调度室：安监部：总工程师：31.概述1.1工程概况970主石门设计施工区域位于挖陇沟井田中部、9～10勘探线之间，目前该巷已进入三叠系下统茅草铺（T1m）强含水地层内掘进施工，施工区域岩层产状310°∠50°～51°，井下标高+971.6m。2013年2月，矿上在该巷K0+274m处对工作面进行例行探放水时，钻孔于该巷里程K0+327m处揭穿一岩溶裂隙，宽约0.05m，裂隙内涌水约30m3/h，水质浑浊，水压小，钻孔继续钻进至该巷里程K0+390m时，孔内钻进压力增大，向前继续钻进困难，退钻后，钻孔峰值涌水量约160m3/h，水质浑浊，含泥量大，实测水压0.6Mpa，鉴于工作面掘进前方的复杂水文地质条件，巷道继续向前掘进施工存在的安全风险极大，为了掘进施工的安全顺利进行，2013年2月16日～3月5日，矿上对该段岩溶构造进行了注浆封堵加固、钻孔检验等工作，以做好掘进前的地质灾害治理，确保掘进安全进行。1.2施工区域地质及水文地质情况施工区域位于安底背斜北段西翼、三叠系下统茅草铺（T1m）强含水地层中，该组岩性为灰白～灰色薄～厚层细晶石灰岩，局部夹泥灰岩。出露厚度大于400m。分布于井4田及整个中金矿区西侧，井田内出露面积2.08km2。该层为碳酸盐岩裂隙溶洞水，含水极不均一，富水性极强。该岩组与井田西侧外的革木河距离较近，由于革木河的深切（河面标高约850m），该岩组内的地表及地下水均很快泄入革木河中，故该组在井田分布地段内未见泉水点。2.注浆施工情况2.1施工依据1)《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；2)《注浆技术规程》（YSJ211-92）；3)《防治水规定》（2009.12中国矿业大学出版社）；4)《地下铁道设计与施工》（1997陕西科学出版社）；5)《970主石门水害治理工程施工组织设计》；6)970主石门钻探及实测地质、水文地质资料。2.2施工组织机构1)现场安全施工负责人：肖林；2)现场技术负责人：杜波（负责技术安全措施的贯彻执行及现场监督指导）；3)注浆堵水方案的实施由地测部杨涛负责现场指挥及技术指导；4)工程质量由总监张旭原负责全程进行监督。52.3注浆施工2.3.1注浆施工及工程量970主石门水害治理工程注浆方案共分三阶段进行，第一阶段对之前工作面所施工7号涌水钻孔进行封堵；第二阶段在巷道断面四周施工6个检查钻孔，对7号钻孔的注浆效果进行检验，如检验效果不好再进行补注；第三阶段为巷道通过地质构造带后，对构造地段注浆效果进行检查，在必要地段进行补注作围岩加固处理。依据《970主石门水害治理工程施工组织设计》本次水害治理工程先实施第一、二阶段方案，待巷道通过构造地段后实施第三阶段方案。本工程自2月16号进场，前后历时17天，于3月5日完工，在现场实际施工中，根据7号孔注浆及孔内水文地质情况对原方案作了适当调整，同时对注浆工艺进行了更新，最终按照调整后的设计方案完成封堵地质探查钻孔1个、施工检查钻孔4个，进尺360m，合计注水泥122.7吨、粉煤灰8.4吨、水玻璃0.478吨，注浆过程中，实行三班工作制，采用人停设备不停，材料上供应及时，未出现停工待料现象，保证了注浆的连续性，同时终孔注浆压力稳定在8mpa及以上，达到设计方案要求。（钻孔注浆效果详见插图1、2、3）6图1注浆效果平面图图2钻孔布置断面成果图图3注浆效果剖面图72.3.2注浆材料及水灰比本次注浆材料选用425#普通硅酸盐水泥及65#水玻璃凝结剂，由于岩溶裂隙局部宽度不一，在注浆过程中，水灰比一般采用3：1、水玻璃与水泥浆0.5：10的比例进行施工，在中途孔内注浆压力未见起压时，采用水灰比3：1、水玻璃与水1：4的比例进行双液灌注，浆液由稀到浓，逐级变换，直至岩溶裂隙内浆液饱和、注浆孔内压力上升达到设计要求为止。3.帷幕注浆施工质量分析与评价3.1施工过程质量分析在整个施工过程中，实行每班技术工程师现场跟班制度和监理工程师现场监督检查制度，发现问题及时纠正解决，同时钻孔深度、方位、孔斜、注水试验、灌浆班报实行验收签证制度，确保施工质量、从制度上得到保证。3.2注浆参数分析本次帷幕注浆施工用料、注浆钻孔的施工及注浆钻孔终孔压力均严格按设计方案进行，巷道内未出现跑浆现象，达到设计规范要求。83.3检查孔效果分析为了检验帷幕注浆效果，注浆钻孔注浆完毕后，共于巷道碛头施工了4个检查孔（孔号：Ⅱ检-1、Ⅱ检-2、Ⅱ检-3、Ⅱ检-4），分别位于巷道断面左右及顶底部位，从各检查孔的施工情况看，孔内地质及水文地质情况良好，未见空洞及破碎地段，亦未见较大水量的涌水现象，从各钻孔冲洗液中亦可见因固结水泥浆粉与水的溶液，在随后进行的各检查钻孔压水试验中，初次注水压力均达到9mpa及以上，据此可判断施工区域前方岩体裂隙内已充填灌浆物、帷幕加固圈内岩体及灌注物致密、灌注物的扩散半径满足设计规范。（见插图）3.4帷幕注浆施工前后工作面涌水对比自1月27日970主石门施工探水钻孔遇岩溶裂隙破碎带以来，在围幕注浆施工前，970地-7号探水钻孔涌水量约160m3/h，水质浑浊、含泥量大；帷幕注浆施工后，7号钻孔及各检查孔未见涌水现象，从各检查钻孔冲洗液中可见致密水泥浆液固结体，由此可见，7号钻孔在注浆施工时，灌浆液在高压下沿裂隙或孔洞作不规则流动，扩散半径最远已达20m及以上，形成一半径约20m的注浆封闭加固圈，完全将水体阻隔于围幕外，满足或完全达到设计规范要求。94.结论及建议4.1结论970主石门特大岩溶裂隙破碎带围幕注浆经过17天的紧张施工，已完成设计要求的相关工程量，经检查孔验证，注浆前后工作面的水文变化对比，本次帷幕注浆施工达到设计要求及行业规范标准，满足了970主石门安全继续向前掘进的目的。但由于本次注浆主要对7号钻孔所探测到的第一组岩溶裂隙进行了加强处理，因此，巷道在施工至K0+327m处时，仍需停头进行探测，必要时再次进行注浆作业。4.2建议由于970主石门特大岩溶裂隙破碎带帷幕注浆施工在枯水季节进行，破碎带内水压及水量不大，且本次注浆施工工期紧，难免存在注浆控制盲区，建议在巷道掘进施工时考虑以下因素：1)为保证掘进施工绝对不发生水害事故，每班在掘进施工前，必须严格执行已下发的该巷钎探设计进行钎探孔探查；2)加强巷道掘进施工过程中的水文观测，严格执行《水情水害预警撤人制度》；3)施工期间放炮时，所有人员撤至主斜井落平点以上20m外，平硐内人员全部撤出井口外，并在公路向上距井口1020m处设岗，场地内受威胁区域所有人员均必须撤到安全地点。