煤層底板含水層注漿改造技術(shù)在焦作礦區(qū)的應(yīng)用（二）

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煤層底板含水層注漿改造技術(shù)在焦作礦區(qū)的應(yīng)用（二）
2煤層底板注漿改造技術(shù)在焦作礦區(qū)應(yīng)用的必要性
2．1水害壓煤
焦作礦區(qū)所屬各生產(chǎn)礦井均為水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井，主要充水水源為二煤層底板石炭系太原組薄層灰?guī)r巖溶裂隙水。隨著開(kāi)采水平的不斷延深和開(kāi)采范圍的不斷擴(kuò)大，水壓逐漸升高，水文地質(zhì)條件變得愈來(lái)愈復(fù)雜，突水威脅愈加嚴(yán)重，礦區(qū)受水嚴(yán)重威脅儲(chǔ)量高達(dá)14．5億t。如不采取有效措施解決水患威脅，將導(dǎo)致礦區(qū)可采儲(chǔ)量減少，礦區(qū)年產(chǎn)量逐年下降，直接影響到礦區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
2．2礦井經(jīng)常性涌水量過(guò)大
焦作礦區(qū)每采一噸煤要排50～60t水，是全國(guó)平均水平的5～6倍，僅排水費(fèi)用每年就高達(dá)6000余萬(wàn)元，噸煤排水費(fèi)用占噸煤成本20％，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低下。也造成排水泵房設(shè)備老化，礦井抗災(zāi)能力大大降低。
2．3突水頻繁突水量大
焦作礦區(qū)突水之頻繁，突水量之大，經(jīng)濟(jì)損失之驚人，都達(dá)到了極其嚴(yán)重的程度。近幾年來(lái)，隨著礦井開(kāi)采水平的不斷延深，水文地質(zhì)條件變得愈加復(fù)雜，雖然開(kāi)展了八層灰?guī)r含水層疏水降壓等多項(xiàng)綜合防治水工作，但對(duì)一些水文地質(zhì)條件復(fù)雜含水層富水性強(qiáng)的地區(qū)效果不明顯，而且巨額的排水費(fèi)用礦井也難以接受。
綜上所述，在焦作礦區(qū)應(yīng)用煤層底板含水層注漿改造這一新技術(shù)不僅是十分必要的，也是十分迫切的。

3煤層底板注漿改造技術(shù)在焦作礦區(qū)應(yīng)用的可行性
煤層底板含水層注漿改造技術(shù)就是沿工作面下順槽大面積布置注漿鉆孔，通過(guò)注漿鉆孔注漿來(lái)充填底板灰?guī)r含水層的巖溶裂隙和導(dǎo)水裂隙，從而大大減弱含水層的富水性并切斷水源補(bǔ)給通道，使受注含水層被改造為不含水或弱含水層，同時(shí)亦增強(qiáng)了煤層底板隔水層的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)工作面不突水開(kāi)采。
3．1泣漿開(kāi)采有成熟的技術(shù)和成功的經(jīng)驗(yàn)
注漿改造含水層進(jìn)行開(kāi)采源于1984年，經(jīng)過(guò)20年來(lái)的發(fā)展，經(jīng)歷了地面打孔、地面注漿和井下打孔、井下注漿兩個(gè)發(fā)展階段后，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了井下大面積打孔地面連續(xù)注漿的新工藝，已經(jīng)積累了成熟的注漿改造技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。
3．2各礦井水文地質(zhì)條件已經(jīng)查明，有利于注漿改造技術(shù)的實(shí)施
國(guó)家級(jí)工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目《華北型煤田奧灰?guī)r深水綜合防治工業(yè)性試驗(yàn)》，歷經(jīng)“七五”、“八五”兩期工業(yè)性試驗(yàn)階段，通過(guò)鉆探、物探等多種探測(cè)手段，焦作礦區(qū)各礦井水文地質(zhì)條件已經(jīng)基本查明，為防治水工作奠定了基礎(chǔ)。
3．3新型注漿材料確保了注漿改造開(kāi)采既可行又經(jīng)濟(jì)
隨著注漿技術(shù)的發(fā)展，注漿材料也經(jīng)歷了從單液水泥漿到水泥、粘土、水玻璃等多元材料的發(fā)展過(guò)程，水泥粘土漿不但注漿成本低，材料來(lái)源廣，而且漿液流動(dòng)性好，充填效果佳，改造質(zhì)量高，確保經(jīng)濟(jì)可行。
3．4新型物探手段有助于注漿改造技術(shù)成功應(yīng)用
直流電流物探等新型物探手段在焦作礦區(qū)已經(jīng)推廣應(yīng)用多年，通過(guò)對(duì)數(shù)十個(gè)工作面進(jìn)行探測(cè)，證實(shí)對(duì)探測(cè)L8灰?guī)r富水帶和巖溶發(fā)育帶比較準(zhǔn)確。通過(guò)物探技術(shù)探測(cè)，一方面可以了解底板含水層裂隙分布情況，確定富水地段，指導(dǎo)注漿孔的合理布置，另一方面為檢驗(yàn)注漿效果提供了探測(cè)手段，有利于注漿改造技術(shù)的應(yīng)用。
通過(guò)以上的綜合分析，我們認(rèn)為在焦作礦區(qū)實(shí)施煤層底板注漿改造含水層技術(shù)是可行性，可以解決長(zhǎng)期以來(lái)被動(dòng)防水的難題。

4煤層底板注漿改造技術(shù)的主要內(nèi)容
煤層底板注漿改造工程主要包括地面造漿站、井下工作面打注漿鉆孔、井下連續(xù)注漿等工程。
地面造漿站由儲(chǔ)土棚、粗漿池、精漿池、一攪池、二攪池、注漿棚、清水池等設(shè)施組成。主要設(shè)備有制漿機(jī)、攪拌機(jī)、雜污泵、泥漿泵、空壓機(jī)等。根據(jù)漿液的擴(kuò)散半徑以及16灰?guī)r含水層的富水性，在工作面下順槽每隔一定距離施工一個(gè)鉆窩，每個(gè)鉆窩內(nèi)施工3～4個(gè)注漿鉆孔，具體參數(shù)根據(jù)被改造含水層具體水文地質(zhì)條件確定。注漿鉆孔要分三個(gè)序次施工，全部注漿結(jié)束后，視鉆孔涌水量和進(jìn)漿情況確定補(bǔ)打檢驗(yàn)孔。制好的粘土水泥漿由泥漿泵→輸漿鉆孔→輸漿管路→注漿鉆孔→含水層。注漿壓力一般為水壓的2～3，倍，漿液擴(kuò)散范圍較大，注漿后可封堵含水到煤層的導(dǎo)水裂隙，加固煤層底板隔水層；也可改變L8灰?guī)r富水性，變強(qiáng)含水層為弱含水層或隔水層，同時(shí)亦可切斷底板L8含水層與L2灰?guī)r及O2灰?guī)r含水層的水力聯(lián)系，從而達(dá)到安全開(kāi)采之目的。