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邹庄矿井下3108工作面瓦斯压力大、含量高，为降低采掘期间的瓦斯涌出，保证安全、高效回采，3108工作面采用了底抽巷穿层钻孔抽采瓦斯，但在穿层钻孔和地质探查钻孔等施工过程中，塌孔、抱钻以及喷孔等一直时有发生，且瓦斯抽采浓度较低，达不到要求，若不解决这些问题，将严重影响之后的穿层钻孔施工和瓦斯抽采效果，同时也形成了极大地安全隐患，经过分析导致这些问题的原因是：3108底抽巷所處层位均为泥岩，局部松软破碎，围岩裂隙较多，抽采时漏气进气，且易遇水膨胀。因此这些问题亟待解决。
为解决3108底抽巷穿层钻孔塌孔、卡钻、抽采效果差的问题，我们设想采用预注浆技术来解决这些问题。该技术主要存在以下优点：预注浆有效深度长、注浆压力大，能够注入岩层裂隙中，可以改变塌孔段的岩层的物理性质，解决钻孔踏空和卡钻等问题，提高了抽采效率；施工工艺简单、设备轻巧、材料简单、便于操作；预注浆之后，钻孔能承受的围岩压力提高，提高了打钻施工的稳定性和安全性；预注浆后，有利于瓦斯抽采的封孔质量，能够大大提高瓦斯抽采效果、缩短瓦斯治理时间。
预注浆实施方案：
一、注浆支护参数设计
注浆前，钻场巷道喷浆厚度必须达到设计要求。注浆锚杆采用沿巷道中顶线等距离布置。注浆锚杆采用φ20×2500mm和φ20×10000mm两种，考虑到渗透半径一般为0.8-1.2m，间排距为800×1500mm，间排距误差控制在土100mm以内，每个钻场6根注浆锚杆（锚杆布置见附图）。注浆材料为单液水泥浆为主，水灰比为1：1，注浆压力1.5～2.0Mpa。
二、注浆施工工艺
1、注浆材料以单液水泥浆为主，水泥采用325#普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，注浆压力1.5～2.0Mpa。配制水泥浆时，按设计配合比配制，力求加料严格准确，并搅拌均匀。
2、注浆锚杆采用φ20×2500mm和φ20×10000mm两种，间排距800×1500mm，间排距误差控制在土100mm以内，注浆锚杆沿中顶线等距布置，每排3根。
3、注浆孔角度：注浆锚杆均与钻场巷道周边轮廓垂直布置，最小角度不小于75°。顶部采用MQT-130/2.8气动锚索钻机，迎头采用YT-28型气腿式风锤，φ28一字型钻头打眼。施工前，按注浆孔的设计间排距用红漆标出孔位，再按设计孔深钻出注浆孔，并随后用扫眼器将孔内清扫干净。
4、注浆锚杆采用4分钢管制作，规格为Ф20×2500mm和φ20×10000mm两种，杆体上每隔300mm按T字型梅花布置Ф6mm注浆孔；端部车70mm的丝扣，制作M20螺纹，终端加工呈扁状，以增加注浆出口压力。
5、每孔终孔测水后接通输浆管路进行压水试验，压力由小到大逐步升压到终压或注清水1分钟，根据压水结果，确定起始浆液配比。
6、压力调整：注浆压力有时渐变，有时成波状，调整压力应与孔内情况、浆液浓度等密切配合，当浆液浓度确定之后，用人为的方法控制泵量，使压力达到终压。
7、浆液调整：浆液在岩层裂隙中充填阶段中如压力和注浆量稳定不变，应逐级加大浆液浓度，如压力上升快，进浆量很快减小，应依次降低浆液浓度，每改变一次浆液浓度持续2分钟。
8、注浆量预算：
Q=AπR？Lβη
式中：Q为单孔注浆量
A为注浆损耗系数，取0.9
π为圆周率，取3.14
R为有效扩散半径，取1.2
L为注浆段长度，取2.5m和10m
η为孔隙率，取0.05
β为浆液充填系数取0.8
Q短=0.9×3.14×1.2？×2.5×0.05×0.8=0.41m？
Q长=0.9×3.14×1.2？×10×0.05×0.8=1.64m？
短孔单孔注浆量为0.41m？
长孔单孔注浆量为1.64 m？
9、为满足注浆锚杆的承压要求，现场安装注浆锚杆时，对其锚头外端牙扣处缠绕麻丝（棉丝缠绕150～200mm）使其膨胀固定，注浆锚杆露出巷道净表面30～40mm。每根注浆锚杆，先用水泥封堵后再采用两卷K2550型树脂锚固剂进行加固封堵以确保注浆锚杆的安装质量。
三、使用效果
通过该工艺，不仅降低了塌孔率和卡钻发生的次数，而且增加了钻场围岩的气密性，提高了瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采效率，预计可提高瓦斯抽采浓度平均达到50%，穿层钻孔抽采浓度由原来的40%最大提高到了60%。
四、实施费用及产生的效益
3108底抽巷共设计37个钻场，每个钻场需要3根φ20×2500mm注浆锚杆和3根φ20×10000mm的注浆锚杆，共计需要长短注浆锚杆各111根，长短注浆锚杆分别为每根15元和60元，计8325元。
长短每孔分别需要注浆0.41m？和1.64m？，共需要水泥113.78m？（约2220袋），水泥每袋25元，计20×111×25=55500元。
每人每个班200元，每班4人，共需要38个班，计200×4×38=30400元。
其他费用0.5万元，预计项目实施费用约9.92万元。
3108底抽巷采用预注浆工艺后，预计钻孔施工进度能够每月增加500m，按19元/m计算收益为4116.7元；由于进行预注浆能大大降低塌孔率、增加围岩的气密性，预计每月可多抽采相当数量瓦斯，不仅提高了抽采效率，同时也大大提高了矿井瓦斯治理效果，确保了矿井的接替和安全生产，所创造的经济效益和安全效益不可估算。
预计该方案在3108底抽巷实施后，塌孔率会明显降低，围岩裂隙也会得到很好地封堵，抽采率会明显提高，具有较高的推广价值；但此工艺还存在一些不足之处，还需进一步完善改进。
为解决3108底抽巷穿层钻孔塌孔、卡钻、抽采效果差的问题，我们设想采用预注浆技术来解决这些问题。该技术主要存在以下优点：预注浆有效深度长、注浆压力大，能够注入岩层裂隙中，可以改变塌孔段的岩层的物理性质，解决钻孔踏空和卡钻等问题，提高了抽采效率；施工工艺简单、设备轻巧、材料简单、便于操作；预注浆之后，钻孔能承受的围岩压力提高，提高了打钻施工的稳定性和安全性；预注浆后，有利于瓦斯抽采的封孔质量，能够大大提高瓦斯抽采效果、缩短瓦斯治理时间。
预注浆实施方案：
一、注浆支护参数设计
注浆前，钻场巷道喷浆厚度必须达到设计要求。注浆锚杆采用沿巷道中顶线等距离布置。注浆锚杆采用φ20×2500mm和φ20×10000mm两种，考虑到渗透半径一般为0.8-1.2m，间排距为800×1500mm，间排距误差控制在土100mm以内，每个钻场6根注浆锚杆（锚杆布置见附图）。注浆材料为单液水泥浆为主，水灰比为1：1，注浆压力1.5～2.0Mpa。
二、注浆施工工艺
1、注浆材料以单液水泥浆为主，水泥采用325#普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，注浆压力1.5～2.0Mpa。配制水泥浆时，按设计配合比配制，力求加料严格准确，并搅拌均匀。
2、注浆锚杆采用φ20×2500mm和φ20×10000mm两种，间排距800×1500mm，间排距误差控制在土100mm以内，注浆锚杆沿中顶线等距布置，每排3根。
3、注浆孔角度：注浆锚杆均与钻场巷道周边轮廓垂直布置，最小角度不小于75°。顶部采用MQT-130/2.8气动锚索钻机，迎头采用YT-28型气腿式风锤，φ28一字型钻头打眼。施工前，按注浆孔的设计间排距用红漆标出孔位，再按设计孔深钻出注浆孔，并随后用扫眼器将孔内清扫干净。
4、注浆锚杆采用4分钢管制作，规格为Ф20×2500mm和φ20×10000mm两种，杆体上每隔300mm按T字型梅花布置Ф6mm注浆孔；端部车70mm的丝扣，制作M20螺纹，终端加工呈扁状，以增加注浆出口压力。
5、每孔终孔测水后接通输浆管路进行压水试验，压力由小到大逐步升压到终压或注清水1分钟，根据压水结果，确定起始浆液配比。
6、压力调整：注浆压力有时渐变，有时成波状，调整压力应与孔内情况、浆液浓度等密切配合，当浆液浓度确定之后，用人为的方法控制泵量，使压力达到终压。
7、浆液调整：浆液在岩层裂隙中充填阶段中如压力和注浆量稳定不变，应逐级加大浆液浓度，如压力上升快，进浆量很快减小，应依次降低浆液浓度，每改变一次浆液浓度持续2分钟。
8、注浆量预算：
Q=AπR？Lβη
式中：Q为单孔注浆量
A为注浆损耗系数，取0.9
π为圆周率，取3.14
R为有效扩散半径，取1.2
L为注浆段长度，取2.5m和10m
η为孔隙率，取0.05
β为浆液充填系数取0.8
Q短=0.9×3.14×1.2？×2.5×0.05×0.8=0.41m？
Q长=0.9×3.14×1.2？×10×0.05×0.8=1.64m？
短孔单孔注浆量为0.41m？
长孔单孔注浆量为1.64 m？
9、为满足注浆锚杆的承压要求，现场安装注浆锚杆时，对其锚头外端牙扣处缠绕麻丝（棉丝缠绕150～200mm）使其膨胀固定，注浆锚杆露出巷道净表面30～40mm。每根注浆锚杆，先用水泥封堵后再采用两卷K2550型树脂锚固剂进行加固封堵以确保注浆锚杆的安装质量。
三、使用效果
通过该工艺，不仅降低了塌孔率和卡钻发生的次数，而且增加了钻场围岩的气密性，提高了瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采效率，预计可提高瓦斯抽采浓度平均达到50%，穿层钻孔抽采浓度由原来的40%最大提高到了60%。
四、实施费用及产生的效益
3108底抽巷共设计37个钻场，每个钻场需要3根φ20×2500mm注浆锚杆和3根φ20×10000mm的注浆锚杆，共计需要长短注浆锚杆各111根，长短注浆锚杆分别为每根15元和60元，计8325元。
长短每孔分别需要注浆0.41m？和1.64m？，共需要水泥113.78m？（约2220袋），水泥每袋25元，计20×111×25=55500元。
每人每个班200元，每班4人，共需要38个班，计200×4×38=30400元。
其他费用0.5万元，预计项目实施费用约9.92万元。
3108底抽巷采用预注浆工艺后，预计钻孔施工进度能够每月增加500m，按19元/m计算收益为4116.7元；由于进行预注浆能大大降低塌孔率、增加围岩的气密性，预计每月可多抽采相当数量瓦斯，不仅提高了抽采效率，同时也大大提高了矿井瓦斯治理效果，确保了矿井的接替和安全生产，所创造的经济效益和安全效益不可估算。
预计该方案在3108底抽巷实施后，塌孔率会明显降低，围岩裂隙也会得到很好地封堵，抽采率会明显提高，具有较高的推广价值；但此工艺还存在一些不足之处，还需进一步完善改进。