宁波金鼎公司举办安全生产管理培训讲座
秦佩+黄志明+张喜玲
摘 要：本文介绍矿井水文地质概况和突水的过程，然后分析注浆堵水措施及注浆过程，在此基础上对堵水质量及效果进行分析。通过注浆堵水措施，连通试验3次，盐酸洗孔6次，历时205天就成功封堵了突水点原突水量5820 m3/h，金鼎煤業堵水效果显著，堵水率100%。
关键词：突水；封堵；注浆效果
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.061
1 矿井水文地质概况
义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司（以下简称金鼎煤业），于2008年4月开工建设，由于政策原因于2010年4月停建。义煤集团整合后于2011年1月开始矿井复建。矿井主要开采二叠系山西组二1煤，目前测得，煤层的埋藏深度为600 m以上。金鼎煤业的井田面积为17.41 km2，地质资源储量有5531万吨，可采储量2930万吨，矿井的设计生产能力为45万吨/年，服务年限46.7年。矿井的设计水仓净容积为8770 m3，主泵房一共安装8台排水泵，单台泵能力达到420 m3/h。矿井水害发生前的正常涌水量为26 m3/h[1]。
井田二1煤层的充水水源主要有两种，分别是石炭系灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云岩岩溶裂隙水。基于二1煤埋藏深，底板岩溶水压力水头高等原因，根据《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-2002）水文地质勘探类型划分，和《河南省汝阳县寺弯井田煤炭勘探报告》中的具体分析，矿井的水文地质勘探类型定为第三类、第二亚类、第二型，具体来讲为岩溶充水、底板进水、水文地质条件中等的矿床[2]。
2 突水过程分析
2011年12月16日金鼎煤业-328轨道大巷的巷道左帮开始出现涌水，涌水量大约为20 m3/h；随后涌水量分别为150 m3/h，500 m3/h，3000 m3/h，5820 m3/h；后来井底车场被水淹没，金鼎煤业主副井之间不通风。在金鼎煤业发生突水情况后，突水总量达7.3万m3，从而致使全矿井被淹没。由于井田范围内及周边没有小窑老空水的存在，并且水质化验结果，由此得出结论，突水水源为寒武系白云岩岩溶裂隙水。
3 注浆堵水措施
地面上进行打钻注浆，直接透过巷道填充骨料截流封堵突水点，继续向下延深注浆，可以把导水通道和突水水源进行封堵。当骨料填充至巷顶或巷内单位吸水量较小时，巷道内的管道流变为渗透流，增大水流的沿程阻力，可利用透巷钻孔对巷道内的骨料注浆加固，浆液在压力差及泵压的驱使下，充填骨料及裂隙间的细小通道，形成人工挡水墙，以达到巷道彻底截流，截流成功后进行排水，恢复矿井工作。然后采用下行法注浆加固底板，直至终压终量终孔。
注浆工程于3月13日注1孔、注3孔间歇性注浆加固巷道开始，到7月26日注6孔底板注浆加固结束，6个钻孔共注水泥6533.1 t，注工业盐37 t，注三乙醇胺3.335 t，盐酸洗孔6次，压水试验2次，透孔8785.75 m。注浆初期注1孔和注3孔平行作业，两孔同时压水、注浆、透孔，注1孔主要是加固巷道，注3孔在加固巷道的同时，部分浆液返流至底板裂隙导水通道中。至3月22日注1孔和注3孔间歇性注浆10次后，两孔共计注水泥755 t后，皮带巷巷道截流已经形成，轨道巷底鼓区没有形成新的突破，堵水工程截流基本成功。3月26日至3月29日，注3孔和注5孔两孔同时注浆，此时轨道巷注2孔和注4孔也转入间歇性注浆加固巷道阶段。4月5日矿井进行试排水，降深为150 m左右，水位埋深保持在200 m左右，停泵后水位回升速率约0.5 m/h，预计矿井涌水量应在20 m3/h左右。由于矿井水文地质条件复杂，水压大、底板隔水层厚度薄，为确保排水到底成功，必须对底板延深加固较长层段，并且有相当的注浆量。至4月24日，皮带巷注1孔底板累计注水泥1095 t，注3孔底板已延深加固45.04 m，累计注水泥2025 t，注5孔已进寒灰加固100 m，累计注水泥770 t；注4孔已底板延深加固9.17 m，累计注水泥785 t。基于以上施工，决定4月24日22：00开始矿井实行分阶段排水到底。
4 堵水质量及效果分析
4.1 突水点涌水量对比
2011年12月19日-328皮带大巷距掘进头后方40 m处开始出水，涌水量峰值达到5820 m3/h，水位稳定在距井口下25.49 m处（标高+313.01 m）；通过地面打钻截流堵源注浆加固治理后，矿井出水完全排完后，发现原突水点不再出水，已经完全堵死，堵水率100%，成功实现堵水目标。
4.2 终压终量
按照堵水设计钻孔注浆均达到终压终量标准，实际施工时每次终量都小于50 L/min，终压都在4.0～6.0 MPa，稳压时间在25～30 min，达到设计要求。
5 结论
-328轨道大巷注浆堵水工程所堵水源为寒武系灰岩水，导水通道为岩溶裂隙导水通道，其突水量大、水压大给堵水工程带来较大难度，但由于“截流堵源”的堵水方案科学合理，钻孔位置布设针对性强，利用率高；在施工过程中，及时进行“地质三边”分析，采取的各种施工技术措施比较合理，组织严密；使用钻探及注浆设备先进；故堵水工程进展顺利，按期圆满竣工。-328大巷堵水工程共施工钻孔6个，钻探总进尺4766.19 m，地球物理测井4729.80 m，注骨料3599 m3，注水泥6533.1 t，注添加剂40.335 t，压水试验5次，连通试验3次，盐酸洗孔6次，历时205天就成功封堵了突水点原突水量5820 m3/h，堵水效果显著，堵水率100%。
参考文献：
[1]王素娜.金鼎煤矿突水机理分析 [J]河南科技，2016（11）.
[2]程鹏.金鼎煤矿钻探注浆堵水工程设计方案[J]能源技术与管理，2015（10）.
[3]邵爱军.煤矿地下水与底板突水[M].北京：地震出版社，2000.
[4]乐志军.新朝川矿矿井水分布规律研究与防治对策[D].焦作：河南理工大学，2010.
作者简介：秦佩（1986-），女，河南新野人，教师。endprint
