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摘要：单侯煤矿水文地质条件复杂，从建井至今，共发生过多次断层导水引起的奥灰含水层突水事故。通过收集个案分析，采取局部疏水降压和封堵相结合的方法，对导水断层进行综合治理，提出相应的防治措施，有利的指导了矿井回采中的防治水工作。
关键词：工作面 断层 奥灰水 综合治理
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-024-02
1 施工目的
对F10断层带过6103N工作面的周围进行注浆封堵，防止奥陶系灰岩水通过断层带进入工作面，在工作面边眼打疏水降压孔对奥灰水进行疏降，从而达到工作面安全开采的目的。
2 工作面断层概况
巷顶及两帮上部为煤6层，厚度2-6米左右，以块煤为主，煤层比较稳定。下部为煤6底板泥质砂岩，岩石比较松软，泥质胶结，裂隙发育。巷道底板距离下部奥陶系灰岩顶界面约50米左右。标高在590-600米。
根据三维地震资料，F10为正断层，走向NE，横向延展长度600米，纵向断自奥灰内，落差0-15米，倾角70€埃沂塹及禄宜喜悖壳八槐旮呶？880米。F10断层在6103N工作面边巷揭露时落差2.3米，并没有导水现象；在皮带巷揭露时落差2.6米，掘进至F10断层附近巷道底板涌水，当时涌水量20m3/h，目前的涌水量稳定在15m3/h，为奥灰水。
3 施工方法
在6103N工作面边眼施工放水孔，对F10断层附近奥灰水进行疏降，在临近6103N皮带巷做钻窝直接对F10断层注浆加固。采用疏放与封堵相结合的方法，达到安全回采的目的。
4 施工设计
4.1 6103N工作面边眼疏水钻孔设计
（1）探放水钻孔设计参数
（2）钻孔施工要求
钻孔设计一层孔口套管，孔口下10m€%o108㎜止水套管， 为施工和使用安全，上述孔口套管必须使用无缝钢用水泥注牢。要求围岩完整，管外间隙浆液均匀饱满、固结强度足够。孔口安装4寸25Kg控水闸阀，要求做耐压实验，压力3MPa，持续时间30分钟。耐压试验要求孔口周围不漏水，孔口管牢固不活动。
（3）施工总结
Z1孔终孔出水量27m3/h、Z2孔终孔出水量5m3/h。
4.2 6103N皮带巷加固注浆设计
4.2.1 钻孔的设计
每个钻窝设计12个钻孔，分三排，每排分布4个孔，其中各钻窝的7号孔作为前期检查孔（取芯），先行施工，10号孔为后期检查孔（取芯），最后施工。
（1）1号钻窝：1-4号孔为上仰孔，倾角+5度，孔深56米。5-8号孔为平孔，倾角+1度，孔深58米。9-12号孔下伏孔，倾角-5度，孔深66米。
1、5、9孔方位290度；2、6、10孔方位305度；3、7、11孔方位320度；4、8、12孔方位330度。
（2）2号钻窝：1-4号孔为上仰孔，倾角+5度，孔深35米。5-8号孔为平孔，倾角+1度，孔深38米。9-12号孔下伏孔，倾角-5度，孔深50米。1、5、9孔方位300度；2、6、10孔方位320度；3、7、11孔方位320度；4、8、12孔方位345度。
（3）3号钻窝：钻孔全部为下伏孔， 1-4号孔倾角-5度，孔深45米。5-8号孔倾角-10度，孔深38米。9-12号孔倾角-15度，孔深35米。1、5、9孔方位150度；2、6、10孔方位135度；3、7、11孔方位120度；4、8、12孔方位105度。
4.2.2 钻孔注浆要求
注浆段及注浆参数：
（1）每个钻孔从直径108mm口径套管底部开始到终孔深度为注浆段，段高15-45米，根据实际情况可以分为2-3段或分多次注浆的方式进行，即见断层之前、见断层后，过断层后。
（2）注浆压力：为了保证浆液的扩散距离和质量，根据单液浆的性能特点，取终压为静水压力的1.5-2倍，即4.5-5.5MPa。
（3）注浆材料及浆液配比：注浆材料选用32.5R普通硅酸盐水泥，采用水灰比1：1的单液水泥浆加入添加剂进行注浆。添加剂为三乙醇胺和食盐，比例为水泥量的0.5‰和5‰。预计用水泥900吨。
（4）注浆泵量及稳定时间：结束泵量为75-100L/min，稳定时间30min。
注浆设备与注浆方式：
（1）注浆设备采用杭州产三缸注浆泵，进浆量分为75L/min和150L/min两个档位，最高泵压为12MPa。
（2）浆液制作为人工上料、定量加水、三乙醇胺及食盐，机械搅拌后存入注浆桶内（容积1.8m3），再进行不停止的二次搅拌，然后用注浆泵通过管路送入孔内。
4.3 注浆量及注浆结束标准
（1）注浆量：按照浆液扩散距离和布孔数量及位置，并考虑出水量的大小等参数综合确定，平均每个单孔注浆量预计30m3左右。总注浆量预计1125m3（包括固管）。
（2）注浆结束标准：每个孔按照每段深度达到压力标准、泵量和稳定时间的标准，才能结束本次注浆或本孔注浆工作。即在泵量小于100L/min，压力达到4.5-5.5 MPa，稳定时间30 min以上。
4.4 施工总结
注浆施工结束后经对巷道内顶、底板出水点进行观察，出水量明显减小，经钻孔验证注浆效果良好能够满足采掘工程要求。注浆结果能够保证工作面掘能够顺利而安全的进行。
4.5 附图
单侯矿6103N过断层综合治理平面示意图。
5 技术总结
（1）在6103N边眼打奥灰放水孔，降低局部奥灰水位，减少奥灰水突水的可能性。
（2）对F10断层及底板加固注浆，增加隔水层的强度，减小工作面回采后断层出水可能性。
（3）通过疏、堵相结合的方法使工作面顺利回采，增加产煤量84 000吨，提高经济效益。
（4）对井田地质构造规律做进一步分析研究，总结历次突水事故经验，对于导水断层，今后要提前进行超前探测，采取疏降、封堵的方法进行治理。
参考文献：
[1] 陈崇希.地下水不稳定井流计算方法[M].北京：地质出版社，1983.
[2] 郑纲，杨小刚.开滦（集团）蔚州矿业公司单侯煤矿防治水专项设计[S].2004.
[3] 郑纲，杨小刚.开滦（集团）蔚州矿业公司单候煤矿水文地质补充勘探设计[S].2005.
[4] 房佩贤，卫中鼎，廖资生.专门水文地质学[M].北京：地质出版社，1996.
关键词：工作面 断层 奥灰水 综合治理
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-024-02
1 施工目的
对F10断层带过6103N工作面的周围进行注浆封堵，防止奥陶系灰岩水通过断层带进入工作面，在工作面边眼打疏水降压孔对奥灰水进行疏降，从而达到工作面安全开采的目的。
2 工作面断层概况
巷顶及两帮上部为煤6层，厚度2-6米左右，以块煤为主，煤层比较稳定。下部为煤6底板泥质砂岩，岩石比较松软，泥质胶结，裂隙发育。巷道底板距离下部奥陶系灰岩顶界面约50米左右。标高在590-600米。
根据三维地震资料，F10为正断层，走向NE，横向延展长度600米，纵向断自奥灰内，落差0-15米，倾角70€埃沂塹及禄宜喜悖壳八槐旮呶？880米。F10断层在6103N工作面边巷揭露时落差2.3米，并没有导水现象；在皮带巷揭露时落差2.6米，掘进至F10断层附近巷道底板涌水，当时涌水量20m3/h，目前的涌水量稳定在15m3/h，为奥灰水。
3 施工方法
在6103N工作面边眼施工放水孔，对F10断层附近奥灰水进行疏降，在临近6103N皮带巷做钻窝直接对F10断层注浆加固。采用疏放与封堵相结合的方法，达到安全回采的目的。
4 施工设计
4.1 6103N工作面边眼疏水钻孔设计
（1）探放水钻孔设计参数
（2）钻孔施工要求
钻孔设计一层孔口套管，孔口下10m€%o108㎜止水套管， 为施工和使用安全，上述孔口套管必须使用无缝钢用水泥注牢。要求围岩完整，管外间隙浆液均匀饱满、固结强度足够。孔口安装4寸25Kg控水闸阀，要求做耐压实验，压力3MPa，持续时间30分钟。耐压试验要求孔口周围不漏水，孔口管牢固不活动。
（3）施工总结
Z1孔终孔出水量27m3/h、Z2孔终孔出水量5m3/h。
4.2 6103N皮带巷加固注浆设计
4.2.1 钻孔的设计
每个钻窝设计12个钻孔，分三排，每排分布4个孔，其中各钻窝的7号孔作为前期检查孔（取芯），先行施工，10号孔为后期检查孔（取芯），最后施工。
（1）1号钻窝：1-4号孔为上仰孔，倾角+5度，孔深56米。5-8号孔为平孔，倾角+1度，孔深58米。9-12号孔下伏孔，倾角-5度，孔深66米。
1、5、9孔方位290度；2、6、10孔方位305度；3、7、11孔方位320度；4、8、12孔方位330度。
（2）2号钻窝：1-4号孔为上仰孔，倾角+5度，孔深35米。5-8号孔为平孔，倾角+1度，孔深38米。9-12号孔下伏孔，倾角-5度，孔深50米。1、5、9孔方位300度；2、6、10孔方位320度；3、7、11孔方位320度；4、8、12孔方位345度。
（3）3号钻窝：钻孔全部为下伏孔， 1-4号孔倾角-5度，孔深45米。5-8号孔倾角-10度，孔深38米。9-12号孔倾角-15度，孔深35米。1、5、9孔方位150度；2、6、10孔方位135度；3、7、11孔方位120度；4、8、12孔方位105度。
4.2.2 钻孔注浆要求
注浆段及注浆参数：
（1）每个钻孔从直径108mm口径套管底部开始到终孔深度为注浆段，段高15-45米，根据实际情况可以分为2-3段或分多次注浆的方式进行，即见断层之前、见断层后，过断层后。
（2）注浆压力：为了保证浆液的扩散距离和质量，根据单液浆的性能特点，取终压为静水压力的1.5-2倍，即4.5-5.5MPa。
（3）注浆材料及浆液配比：注浆材料选用32.5R普通硅酸盐水泥，采用水灰比1：1的单液水泥浆加入添加剂进行注浆。添加剂为三乙醇胺和食盐，比例为水泥量的0.5‰和5‰。预计用水泥900吨。
（4）注浆泵量及稳定时间：结束泵量为75-100L/min，稳定时间30min。
注浆设备与注浆方式：
（1）注浆设备采用杭州产三缸注浆泵，进浆量分为75L/min和150L/min两个档位，最高泵压为12MPa。
（2）浆液制作为人工上料、定量加水、三乙醇胺及食盐，机械搅拌后存入注浆桶内（容积1.8m3），再进行不停止的二次搅拌，然后用注浆泵通过管路送入孔内。
4.3 注浆量及注浆结束标准
（1）注浆量：按照浆液扩散距离和布孔数量及位置，并考虑出水量的大小等参数综合确定，平均每个单孔注浆量预计30m3左右。总注浆量预计1125m3（包括固管）。
（2）注浆结束标准：每个孔按照每段深度达到压力标准、泵量和稳定时间的标准，才能结束本次注浆或本孔注浆工作。即在泵量小于100L/min，压力达到4.5-5.5 MPa，稳定时间30 min以上。
4.4 施工总结
注浆施工结束后经对巷道内顶、底板出水点进行观察，出水量明显减小，经钻孔验证注浆效果良好能够满足采掘工程要求。注浆结果能够保证工作面掘能够顺利而安全的进行。
4.5 附图
单侯矿6103N过断层综合治理平面示意图。
5 技术总结
（1）在6103N边眼打奥灰放水孔，降低局部奥灰水位，减少奥灰水突水的可能性。
（2）对F10断层及底板加固注浆，增加隔水层的强度，减小工作面回采后断层出水可能性。
（3）通过疏、堵相结合的方法使工作面顺利回采，增加产煤量84 000吨，提高经济效益。
（4）对井田地质构造规律做进一步分析研究，总结历次突水事故经验，对于导水断层，今后要提前进行超前探测，采取疏降、封堵的方法进行治理。
参考文献：
[1] 陈崇希.地下水不稳定井流计算方法[M].北京：地质出版社，1983.
[2] 郑纲，杨小刚.开滦（集团）蔚州矿业公司单侯煤矿防治水专项设计[S].2004.
[3] 郑纲，杨小刚.开滦（集团）蔚州矿业公司单候煤矿水文地质补充勘探设计[S].2005.
[4] 房佩贤，卫中鼎，廖资生.专门水文地质学[M].北京：地质出版社，1996.