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【摘 要】矿山在前期开采过程中，由于开采科学技术条件限制，上部开采造成了大量不安全的采空区，随着向下开采的延伸，这些空区造成地质灾害等不安全因素，引进先进的钻探注浆充填能有效地治理以前采空区，这一方法运用取得最佳的安全效果。
【关键词】钻探；注浆充填；采空区
1.矿山生产与建设现状
赵案庄矿是目前采用的是坚井开拓方式，胶结充填采矿法，是舞阳矿业公司的主要生产矿山，河南省安钢的生要原料基地。目前的原矿生产能力达120万吨/年。-240m中段、-270m中段和-320m中段目前正在采用充填法回采法。待今年四月主井工程改造完成后，原矿生产能将达到 200万吨/年。-360m中段和-400m中段将陆续进行开拓。
从上个世纪七十年代主要集中-160m中段和-200m中段开采，在2007年5月之前已经停止开采，这两个中段开采主要空场法和溜矿法开采，在开采结束后留有大量的采空区、溜井和报废巷道，部分采空区自然冒落。这些隐患的存在这深部开采造成了较大安全隐患，容易造成空区蓄水、塌方和地压破碎断裂等地质灾害。采空区当与上部承压含水层构成水力联系，可能造成透水事故发生将是灾难性的。因此，上部开采的采空区废弃巷道必须处理，在2007年，我矿经过多方考察对比，于2008年决定引进先进的钻探充填注浆工艺。经过几年的充填注浆，效果基本达到设计要求。
2.空区的分布及特点
空区主要分布在-200m中段4#运输巷的南北两侧和-160m水平，-160m水平空区和-200m水平北翼空区连通。
空区分布主要有以下特点：
（1）分布范围大， -160米水平和-200米水平全部采用空场法进行回采，-200m水平为八台矿体最厚大、最集中的部位，形成了大量空区；
（2）存在时间长，从矿山上个世纪七十年代投产直到去年中，回采产生的空区都没能采取有效手段进行处理；
（3）空区的位置及空区的形状均不够清楚，由于回采当时没有对回采空区进行实测，加之以后空区的移动冒落，空区的宽度、高度、分层界限均为未知，现有的测量手段也难以进行有效查明；
（4）矿石和围岩的赋存的条件差，断层和破碎带多。空区周围的围岩及坑道均移动变化，稳固性比以前更差。
3.注浆充填工艺
3.1 注浆工作地点的选择
注浆工作地点尽量选择在离空区较近的地方，同时满足注浆设备的安装和操作空间。注浆地点必须满足通风、排水、通讯等条件。注浆工作的安排顺序：要首先考虑风压通风的地点。如果因封闭巷道后期不能形成全风压通风，应安装局扇通风，其顺序由里到外逐一进行。
3.2注浆前的准备工作
注浆前首先对通向空区的道路进行维修，需要运输设备的道路要进行轨道、绞车、钢绳检查、维修，使其保证注浆操作人员行走和所需物料的运输畅通。并规定好避灾撤离路 线，做到一旦出现灾情，人员能够通过避灾路线顺利撤离。其次要清挖好排水沟，检修好排水设备，并按规定安排好一定量的备用设备，做到有水即排，不能影响下中段采矿。第三对空区通向运输道路的所有出口，选择围岩较好，抗压较大的地点进行封堵。封堵地点要四面掏槽，然后两边夹砖墙，砖墙厚度24cm，砖墙间距0.5m。砖墙内混凝土浇注。机械震捣密实。凝固15天后才能进行注浆。密闭墙上部，靠近顶板的地方要留设观测孔。观测孔用钢管制成，钢管朝外端要焊制法兰盘，以备钢板封堵。第四对所有参加注浆施工的人员，必须进行施工规程教育、救灾预案教育。使所有施工人员都熟悉避灾路线和撤离信号，做到一旦出现险情，人员能安全顺利的撤到地面。
3.3 钻孔施工
钻机安装稳固好后，由施工技术人员选择钻孔着眼点，安装好钻杆后由施工技术人员校正钻孔角度（方位角、俯仰角），使钻孔透孔点尽量落在空区的顶部。然后钻套管孔；套管孔长度2m，直径76mm。套管选用外径60mm 的无缝钢管，套管壁打漏浆孔数个，外口焊接四孔法兰盘，管外焊接5mm 的止退环，然后水泥浇注栽管。终孔成品孔径=33mm，根据施工经验，栽管7 天后一般可达到3kg/cm2 抗压力，可以满足注浆充填的要求。井下温度在10C°以下，应适当延长凝固时间。也可以在水泥中添加速凝剂，以缩短凝固时间。钻注浆孔，校正好的钻杆从套管中直接穿过，直至打透空区。卸杆后应人工用塑料管试探一次，一般不会堵孔，如果出现堵孔应重新钻探，直至畅通为止。每个钻孔注浆过程不能掉块，以防堵浆影响充填。钻孔最大深度不能超过110m，最浅20m，钻孔终孔必须与充填安空区相通，否则应处理或者重新打孔，直至成功。
3.4注浆充填方法
充填材料由舞钢铭波材料有限公司搅拌供应灰砂比1：8，浓度60～70%的胶结充填料至 井下注浆站。由注浆站输送到坑内10m?储桨池，用高压管与钻孔链接，通过BW-320注浆泵直接将配比好的桨液通过钻孔输送到空区中去，同时密切注意不能出现漏桨跑桨现象，一 旦出现马上停止，查明原因，待处理好后再充。注浆孔施工顺序自上而下，每个空区的注浆孔至少应保证有二个相通，以备万一，每个峒室应达到这样一种状态：上部注浆孔注浆时，下部注浆孔应被自然封堵，否则应查明原因，进行补注。直至整个空区充满填实。
4.钻孔及注浆质量要求及效果检查
⑴充填工程打眼角度偏差俯仰角不应超过±0.5 度，距离短的最大不超过1 度。方位角一般不超过1 度。
⑵孔斜度偏差不应大于0.5m。钻孔时最好用空心钻头，一方面检查岩心校正工程地质情况，同时对孔壁岩性、稳定程度有一个较为实际的判断。
⑶封堵墙水泥浇注要密实接顶，其抗压力不小于2MPa。个别封堵点巷道断面较大，可在墙外增加木支撑，以增加抗压力。
⑷注浆工作要连续进行，无特殊情况昼夜不停，如遇压力突然加大，应停止注浆，检查各封堵墙是否满浆，检查回风钻孔是否出气，防止压力过大将封堵墙攻垮。
⑸每次注浆结束25 天后，应对采空区顶部进行钻孔探查，浆体凝固缩水后一般会出现体积较小的新空间，应根据情况进行补充注浆。
⑹对充填体料浆要进行取样，装入规则塑料筒内保存，凝固后进行压力试验，对抗压试验数据进行校正，只要大于一般矿体围岩强度，说明以后可以在充填体内布置工程，否则不能布置工程。每次更换浆体应及时采样试验。
5.结语
本次钻探注浆充填在赵案庄矿的应用，随着施工进度的深入，取得了初步的成果，目前充填完成所用工作量的60%，成功的阻止了上部空区蓄水导水，基本杜绝了-240以下的巷道的地压变形，为下一步全面处理类似空区积累了经验。可在类似矿山中推广应用。
参考文献：
[1]王运敏，现代采矿手册[M].北京：冶金工业出版社，2012.
[2]邓学军 矿山地质灾害及防治[J].中国地质，1999.
[3]徐长磊，过曾明，封水注浆技术在某钾盐矿斜坡道中的应用[J].金属矿山.2010.
【关键词】钻探；注浆充填；采空区
1.矿山生产与建设现状
赵案庄矿是目前采用的是坚井开拓方式，胶结充填采矿法，是舞阳矿业公司的主要生产矿山，河南省安钢的生要原料基地。目前的原矿生产能力达120万吨/年。-240m中段、-270m中段和-320m中段目前正在采用充填法回采法。待今年四月主井工程改造完成后，原矿生产能将达到 200万吨/年。-360m中段和-400m中段将陆续进行开拓。
从上个世纪七十年代主要集中-160m中段和-200m中段开采，在2007年5月之前已经停止开采，这两个中段开采主要空场法和溜矿法开采，在开采结束后留有大量的采空区、溜井和报废巷道，部分采空区自然冒落。这些隐患的存在这深部开采造成了较大安全隐患，容易造成空区蓄水、塌方和地压破碎断裂等地质灾害。采空区当与上部承压含水层构成水力联系，可能造成透水事故发生将是灾难性的。因此，上部开采的采空区废弃巷道必须处理，在2007年，我矿经过多方考察对比，于2008年决定引进先进的钻探充填注浆工艺。经过几年的充填注浆，效果基本达到设计要求。
2.空区的分布及特点
空区主要分布在-200m中段4#运输巷的南北两侧和-160m水平，-160m水平空区和-200m水平北翼空区连通。
空区分布主要有以下特点：
（1）分布范围大， -160米水平和-200米水平全部采用空场法进行回采，-200m水平为八台矿体最厚大、最集中的部位，形成了大量空区；
（2）存在时间长，从矿山上个世纪七十年代投产直到去年中，回采产生的空区都没能采取有效手段进行处理；
（3）空区的位置及空区的形状均不够清楚，由于回采当时没有对回采空区进行实测，加之以后空区的移动冒落，空区的宽度、高度、分层界限均为未知，现有的测量手段也难以进行有效查明；
（4）矿石和围岩的赋存的条件差，断层和破碎带多。空区周围的围岩及坑道均移动变化，稳固性比以前更差。
3.注浆充填工艺
3.1 注浆工作地点的选择
注浆工作地点尽量选择在离空区较近的地方，同时满足注浆设备的安装和操作空间。注浆地点必须满足通风、排水、通讯等条件。注浆工作的安排顺序：要首先考虑风压通风的地点。如果因封闭巷道后期不能形成全风压通风，应安装局扇通风，其顺序由里到外逐一进行。
3.2注浆前的准备工作
注浆前首先对通向空区的道路进行维修，需要运输设备的道路要进行轨道、绞车、钢绳检查、维修，使其保证注浆操作人员行走和所需物料的运输畅通。并规定好避灾撤离路 线，做到一旦出现灾情，人员能够通过避灾路线顺利撤离。其次要清挖好排水沟，检修好排水设备，并按规定安排好一定量的备用设备，做到有水即排，不能影响下中段采矿。第三对空区通向运输道路的所有出口，选择围岩较好，抗压较大的地点进行封堵。封堵地点要四面掏槽，然后两边夹砖墙，砖墙厚度24cm，砖墙间距0.5m。砖墙内混凝土浇注。机械震捣密实。凝固15天后才能进行注浆。密闭墙上部，靠近顶板的地方要留设观测孔。观测孔用钢管制成，钢管朝外端要焊制法兰盘，以备钢板封堵。第四对所有参加注浆施工的人员，必须进行施工规程教育、救灾预案教育。使所有施工人员都熟悉避灾路线和撤离信号，做到一旦出现险情，人员能安全顺利的撤到地面。
3.3 钻孔施工
钻机安装稳固好后，由施工技术人员选择钻孔着眼点，安装好钻杆后由施工技术人员校正钻孔角度（方位角、俯仰角），使钻孔透孔点尽量落在空区的顶部。然后钻套管孔；套管孔长度2m，直径76mm。套管选用外径60mm 的无缝钢管，套管壁打漏浆孔数个，外口焊接四孔法兰盘，管外焊接5mm 的止退环，然后水泥浇注栽管。终孔成品孔径=33mm，根据施工经验，栽管7 天后一般可达到3kg/cm2 抗压力，可以满足注浆充填的要求。井下温度在10C°以下，应适当延长凝固时间。也可以在水泥中添加速凝剂，以缩短凝固时间。钻注浆孔，校正好的钻杆从套管中直接穿过，直至打透空区。卸杆后应人工用塑料管试探一次，一般不会堵孔，如果出现堵孔应重新钻探，直至畅通为止。每个钻孔注浆过程不能掉块，以防堵浆影响充填。钻孔最大深度不能超过110m，最浅20m，钻孔终孔必须与充填安空区相通，否则应处理或者重新打孔，直至成功。
3.4注浆充填方法
充填材料由舞钢铭波材料有限公司搅拌供应灰砂比1：8，浓度60～70%的胶结充填料至 井下注浆站。由注浆站输送到坑内10m?储桨池，用高压管与钻孔链接，通过BW-320注浆泵直接将配比好的桨液通过钻孔输送到空区中去，同时密切注意不能出现漏桨跑桨现象，一 旦出现马上停止，查明原因，待处理好后再充。注浆孔施工顺序自上而下，每个空区的注浆孔至少应保证有二个相通，以备万一，每个峒室应达到这样一种状态：上部注浆孔注浆时，下部注浆孔应被自然封堵，否则应查明原因，进行补注。直至整个空区充满填实。
4.钻孔及注浆质量要求及效果检查
⑴充填工程打眼角度偏差俯仰角不应超过±0.5 度，距离短的最大不超过1 度。方位角一般不超过1 度。
⑵孔斜度偏差不应大于0.5m。钻孔时最好用空心钻头，一方面检查岩心校正工程地质情况，同时对孔壁岩性、稳定程度有一个较为实际的判断。
⑶封堵墙水泥浇注要密实接顶，其抗压力不小于2MPa。个别封堵点巷道断面较大，可在墙外增加木支撑，以增加抗压力。
⑷注浆工作要连续进行，无特殊情况昼夜不停，如遇压力突然加大，应停止注浆，检查各封堵墙是否满浆，检查回风钻孔是否出气，防止压力过大将封堵墙攻垮。
⑸每次注浆结束25 天后，应对采空区顶部进行钻孔探查，浆体凝固缩水后一般会出现体积较小的新空间，应根据情况进行补充注浆。
⑹对充填体料浆要进行取样，装入规则塑料筒内保存，凝固后进行压力试验，对抗压试验数据进行校正，只要大于一般矿体围岩强度，说明以后可以在充填体内布置工程，否则不能布置工程。每次更换浆体应及时采样试验。
5.结语
本次钻探注浆充填在赵案庄矿的应用，随着施工进度的深入，取得了初步的成果，目前充填完成所用工作量的60%，成功的阻止了上部空区蓄水导水，基本杜绝了-240以下的巷道的地压变形，为下一步全面处理类似空区积累了经验。可在类似矿山中推广应用。
参考文献：
[1]王运敏，现代采矿手册[M].北京：冶金工业出版社，2012.
[2]邓学军 矿山地质灾害及防治[J].中国地质，1999.
[3]徐长磊，过曾明，封水注浆技术在某钾盐矿斜坡道中的应用[J].金属矿山.2010.