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摘 要：100402工作面采用槽波地震探测、直流电法2种物探方法圈定5个异常区、3个断层影响带，分析得出可能成为矿井导通下伏奥灰水的导水通道。通过对底板注浆加固，消除了底板水害的威胁，保证了矿井产量，为其他采区和工作面防治水提供依据和实践经验。
关键词：槽波；直流电法；导水通道；注浆加固
中图分类号：TD265.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0242-01
随着煤层埋深和地质构造复杂程度的不断加深，水害事故的频繁发生困扰着矿井的安全高效生产。水文地质工作的深入开展有利于研究和解决水害威胁，同时提高防治水[1]工作的技能和抵御水灾的能力。根据“物探先行、钻探验证”的防治水原则，结合公司的实际情况，对物探的异常区及构造导水通道进行分析，并针对异常区进行底板注浆加固，为其他采区和工作面防治水提供依据和实践经验。
1 工程概况
100402工作面位于下组煤西翼四盘区，开采标高+478～+571m，开采煤层为9#煤层和10#煤层，工作面布置于10#煤层下半部分，煤层平均总厚度6.8m，煤层倾角5°～8°，煤层稳定。工作面采用倾斜长壁法开采，综采放顶煤工艺回采。据钻探数据统计，煤层底板至奥灰顶界地层间距为19.42～39.22m，平均24.33m。据实测及钻探，工作面回采底板破坏深度可达19m，工作面底板下伏存在奥灰水，为保证工作面安全开采，在工作面开采前，采用槽波及直流电法对工作面进行了物探，发现距停采线366m存在异常区，并对异常区进行了注浆加固。
2 工作面物探
采用槽波地震探测、直流电法圈定5个异常区、3个断层影响带。
1#异常区位于100402工作面进风顺槽，距停采线366m，大小80m×30m。异常区可能由断层、煤层变薄带、顶板破碎带等构造影响所致，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异属中等，推断其富、导水性中等。
2#异常区位于100402工作面进风顺槽，距停采线188m，大小40m×70m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异较大，推断其富、导水性较强，但该低电阻率异常呈窄条状发育，规模不大。
3#异常区位于100402工作面进风顺槽，距停采线106m，大小40m×40m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异较大，推断其富、导水性较强，该低电阻率异常亦呈条状发育，规模中等，从平面位置分析，2#和3#异常区在深部具一定的联通性，总体上富、导水性较强。
4#异常区位于100402工作面回风顺槽，距停采线18m，部分位于保护煤柱内，大小15m×20m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异不大，推断其富、导水性较弱，规模较小。
5#异常区位于100402工作面进风顺槽，位于保护煤柱内，距离巷道口47m，大小25m×15m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异不大，推断其富、导水性较弱。
所推断的异常区大都贴近工作面煤壁，物探资料显示，工作面底板40m以下存在垂向导水通道，探查主要目的是查找导水通道进行封堵，确保工作面安全回采。
3 注浆孔布置及注浆
3.1 注浆孔布置
注浆孔布置采用扇形布置，主要针对异常区及断层带布置钻孔。开孔孔径为？准127mm，孔深5m，下5m？准108mm孔口管，注浆固管后，扫孔至5.5m做耐压试验，压力达到2.5MPa，30min不漏水视为合格。然后钻探至设计深度。
3.2 浆液选择
单液水泥浆：体积比选择1：0.5～1：0.8。一般涌水量<3m3/h时，水灰比采用3：1的单液水泥浆，3m3/h≤涌水量<5m3/h时，水灰比采用2：1的单液水泥浆，5m3/h≤涌水量<10m3/h，水灰比采用1：1的单液水泥浆，10m3/h≤涌水量，采用水泥-水玻璃双液浆。
3.3 注浆方式的选择
全部钻孔均采用分段下行式注浆方式，段高为10m；单孔涌水量大于5m3/h，停止钻进，缩短段高，进行注浆。注浆采用尾管法，反复扫孔，反复注浆，直至终孔深度。
钻孔遇水后注浆，如果是干孔封孔处理。浆液水灰比采用1：1，水泥-水玻璃浆体积比选择1：0.5～1：0.8。注浆系统上安装有压力表，注浆过程中，设专人观测压力表读数。达到注浆结束标准后，关闭进浆阀打开泄浆阀，拆除注浆系统，每个孔注浆结束后，必须用清水冲洗干净注浆管路，吸水泥浆管和吸水玻璃管，做好标记，以防混用。打开注浆泵柱塞进行清洗，防止固结。
3.4 注浆孔深
注浆孔深根据注浆层位及底板破坏深度确定，终孔层位定为底板以下19～24m，垂深不超24m。
工作面物探显示异常区5个，1#、2#、3#异常区位于奥灰水静水位标高以下。针对1#异常区施工3个底板钻孔，其中2#孔终孔斜长96m，垂深18.31m，少量出水；3#孔钻孔斜长43m，垂深9.5m时出现少量涌水，涌水量为1.9m3/h，压力为0.147MPpa，终孔斜长83m，垂深18.67m时涌水量为2.27m3/h，压力为0.15MPa；4#孔钻孔斜长58m，垂深16m时出现涌水，涌水量为0.25m3/h，压力为0.15MPa，终孔斜长68m，垂深18.74m时涌水量为2.46m3/h。
4 注浆效果
此次工程施工钻孔53个，初始孔深累计长度3146.41m，注浆量5285m3，檢查孔涌水量不得大于0.5m3/h。解放煤量67.2万t，在开采过程中未出现涌水现象，保证了矿井安全及生产的稳定性。工作面正常回采，底板注浆加固效果显著。
5 总 结
（1）采用槽波地震探测、直流电法圈定5个异常区、3个断层影响带。
（2）钻孔布置采用扇形布置，主要针对异常区及断层带、导水通道布置钻孔。注浆孔深根据注浆层位及底板破坏深度确定，终孔层位定为底板以下19～24m，垂深不超24m。
（3）此次工程预计施工钻孔53个，初始孔深累计注浆量5285m3，检查孔涌水量不得大于0.5m3/h。
（4）解放煤量67.2万t，在开采过程中未出现涌水现象，保证了矿井安全及生产的稳定性。
（5）为矿井带压开采开辟出一条可行切实的技术通道——底板注浆加固，其注浆方法可为矿井其他区域及类似水文地质条件矿井带压开采进行借鉴。
参考文献
[1]靳德武，刘英锋，刘再斌，程建远.煤矿重大突水灾害防治技术研究新进展[J].煤炭科学技术，2013（01）.
[2]曹胜根，刘长友.采场破碎顶板注浆加固机理[J].中国矿业大学学报，1998（03）.
收稿日期：2018-8-11
关键词：槽波；直流电法；导水通道；注浆加固
中图分类号：TD265.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0242-01
随着煤层埋深和地质构造复杂程度的不断加深，水害事故的频繁发生困扰着矿井的安全高效生产。水文地质工作的深入开展有利于研究和解决水害威胁，同时提高防治水[1]工作的技能和抵御水灾的能力。根据“物探先行、钻探验证”的防治水原则，结合公司的实际情况，对物探的异常区及构造导水通道进行分析，并针对异常区进行底板注浆加固，为其他采区和工作面防治水提供依据和实践经验。
1 工程概况
100402工作面位于下组煤西翼四盘区，开采标高+478～+571m，开采煤层为9#煤层和10#煤层，工作面布置于10#煤层下半部分，煤层平均总厚度6.8m，煤层倾角5°～8°，煤层稳定。工作面采用倾斜长壁法开采，综采放顶煤工艺回采。据钻探数据统计，煤层底板至奥灰顶界地层间距为19.42～39.22m，平均24.33m。据实测及钻探，工作面回采底板破坏深度可达19m，工作面底板下伏存在奥灰水，为保证工作面安全开采，在工作面开采前，采用槽波及直流电法对工作面进行了物探，发现距停采线366m存在异常区，并对异常区进行了注浆加固。
2 工作面物探
采用槽波地震探测、直流电法圈定5个异常区、3个断层影响带。
1#异常区位于100402工作面进风顺槽，距停采线366m，大小80m×30m。异常区可能由断层、煤层变薄带、顶板破碎带等构造影响所致，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异属中等，推断其富、导水性中等。
2#异常区位于100402工作面进风顺槽，距停采线188m，大小40m×70m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异较大，推断其富、导水性较强，但该低电阻率异常呈窄条状发育，规模不大。
3#异常区位于100402工作面进风顺槽，距停采线106m，大小40m×40m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异较大，推断其富、导水性较强，该低电阻率异常亦呈条状发育，规模中等，从平面位置分析，2#和3#异常区在深部具一定的联通性，总体上富、导水性较强。
4#异常区位于100402工作面回风顺槽，距停采线18m，部分位于保护煤柱内，大小15m×20m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异不大，推断其富、导水性较弱，规模较小。
5#异常区位于100402工作面进风顺槽，位于保护煤柱内，距离巷道口47m，大小25m×15m，从直流电法成果分析，该异常区与围岩电性差异不大，推断其富、导水性较弱。
所推断的异常区大都贴近工作面煤壁，物探资料显示，工作面底板40m以下存在垂向导水通道，探查主要目的是查找导水通道进行封堵，确保工作面安全回采。
3 注浆孔布置及注浆
3.1 注浆孔布置
注浆孔布置采用扇形布置，主要针对异常区及断层带布置钻孔。开孔孔径为？准127mm，孔深5m，下5m？准108mm孔口管，注浆固管后，扫孔至5.5m做耐压试验，压力达到2.5MPa，30min不漏水视为合格。然后钻探至设计深度。
3.2 浆液选择
单液水泥浆：体积比选择1：0.5～1：0.8。一般涌水量<3m3/h时，水灰比采用3：1的单液水泥浆，3m3/h≤涌水量<5m3/h时，水灰比采用2：1的单液水泥浆，5m3/h≤涌水量<10m3/h，水灰比采用1：1的单液水泥浆，10m3/h≤涌水量，采用水泥-水玻璃双液浆。
3.3 注浆方式的选择
全部钻孔均采用分段下行式注浆方式，段高为10m；单孔涌水量大于5m3/h，停止钻进，缩短段高，进行注浆。注浆采用尾管法，反复扫孔，反复注浆，直至终孔深度。
钻孔遇水后注浆，如果是干孔封孔处理。浆液水灰比采用1：1，水泥-水玻璃浆体积比选择1：0.5～1：0.8。注浆系统上安装有压力表，注浆过程中，设专人观测压力表读数。达到注浆结束标准后，关闭进浆阀打开泄浆阀，拆除注浆系统，每个孔注浆结束后，必须用清水冲洗干净注浆管路，吸水泥浆管和吸水玻璃管，做好标记，以防混用。打开注浆泵柱塞进行清洗，防止固结。
3.4 注浆孔深
注浆孔深根据注浆层位及底板破坏深度确定，终孔层位定为底板以下19～24m，垂深不超24m。
工作面物探显示异常区5个，1#、2#、3#异常区位于奥灰水静水位标高以下。针对1#异常区施工3个底板钻孔，其中2#孔终孔斜长96m，垂深18.31m，少量出水；3#孔钻孔斜长43m，垂深9.5m时出现少量涌水，涌水量为1.9m3/h，压力为0.147MPpa，终孔斜长83m，垂深18.67m时涌水量为2.27m3/h，压力为0.15MPa；4#孔钻孔斜长58m，垂深16m时出现涌水，涌水量为0.25m3/h，压力为0.15MPa，终孔斜长68m，垂深18.74m时涌水量为2.46m3/h。
4 注浆效果
此次工程施工钻孔53个，初始孔深累计长度3146.41m，注浆量5285m3，檢查孔涌水量不得大于0.5m3/h。解放煤量67.2万t，在开采过程中未出现涌水现象，保证了矿井安全及生产的稳定性。工作面正常回采，底板注浆加固效果显著。
5 总 结
（1）采用槽波地震探测、直流电法圈定5个异常区、3个断层影响带。
（2）钻孔布置采用扇形布置，主要针对异常区及断层带、导水通道布置钻孔。注浆孔深根据注浆层位及底板破坏深度确定，终孔层位定为底板以下19～24m，垂深不超24m。
（3）此次工程预计施工钻孔53个，初始孔深累计注浆量5285m3，检查孔涌水量不得大于0.5m3/h。
（4）解放煤量67.2万t，在开采过程中未出现涌水现象，保证了矿井安全及生产的稳定性。
（5）为矿井带压开采开辟出一条可行切实的技术通道——底板注浆加固，其注浆方法可为矿井其他区域及类似水文地质条件矿井带压开采进行借鉴。
参考文献
[1]靳德武，刘英锋，刘再斌，程建远.煤矿重大突水灾害防治技术研究新进展[J].煤炭科学技术，2013（01）.
[2]曹胜根，刘长友.采场破碎顶板注浆加固机理[J].中国矿业大学学报，1998（03）.
收稿日期：2018-8-11