“內(nèi)容摘要：德盛煤礦1841工作面發(fā)生特大突水后，在動水、斷層發(fā)育、巖層碎裂等復雜條件下，采用了與傳統(tǒng)方法不同的設計思路，創(chuàng)造性的采用了“圍點打援”思想，實施了注漿堵水工程，成功地封堵底板涌水6230m3/h。本文對這一技術方法和施工工藝進行了一些總結和歸納，以期在同類似條件下的堵水施工提供一些借鑒。
　　關鍵詞：注漿堵水,圍點打援,設計施工
　　
　　礦井水害一直是華北巖溶礦區(qū)煤礦安全生產(chǎn)面臨的主要問題之一。歷史上曾多次發(fā)生突水淹井事經(jīng)常以數(shù)倍、數(shù)十倍，甚至數(shù)百倍于排水能力的水量突入礦井。與其他國家的巖溶類礦床相比，華巖溶礦區(qū)，無論是水文地質(zhì)條件、問題的多樣性、受水危害的程度等，均屬于最復雜的[1-3]。雖然注漿堵水術應用已久，但由于發(fā)生突水礦井的水文地質(zhì)條件、突水通道、突水水源及堵水施工環(huán)境等千差別，使突水治理工作具有很大的差異[4-6]。尤其是對突水點位置不明、條件不清、動水條件下煤礦特大突水理技術，仍然是目前值得研究的重要課題。2004-10-20T07:00，武安市德盛煤礦在掘進8號煤層18工作面運輸巷時，由于隱伏斷層的存在，在滲流場和應力場的耦合作用下，致使奧灰水沿斷層破碎帶和板突出，最大突水量為5430m3/h，致使整個礦井短時間內(nèi)被淹，造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。
　　1工程基本情況簡介
　　2004年10月20日早7時，德盛煤礦1841工作面在掘進工作面運巷時發(fā)生房柱式小面回采滯后底板突水，標高-42m，突水水量根據(jù)井巷淹沒速度和排水試驗計算為5430m3/h，加上礦井原涌水量800m3/h，總涌水量6230m3/h。經(jīng)過186天的施工，成功的封堵突水點用水量5430m3/h，并減少礦井原涌水量100m3/h左右，治水效果達到100％以上。年節(jié)約排水費3812.7萬元以上。解放煤炭可采儲量500萬噸，確保了邯礦集團陶一、陶二、康城煤礦的礦井安全，同時創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　2礦井地質(zhì)條件
　　德盛煤礦位于武安市康二城鎮(zhèn)車網(wǎng)口村東，井田地層從老至新有奧陶系中統(tǒng)、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組和下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組和石千峰組、第四系黃土層0~20m。含煤地層為石炭二疊系，由本溪組、太原組和山西組組成，7、8、9號煤層，位于太原組的下部。本井田基本構造形態(tài)為一較平緩向斜構造，地層走向在井田西南端為N30°E，過向斜軸部分近似轉(zhuǎn)向EW方向，地層傾角8~15度。井田F4、F5、F9、F3斷層構成井田邊界，井田內(nèi)主要有三條較大斷層和一個陷落柱，均為NE向高角度正斷層。礦井水文地質(zhì)條件較復雜，開采7、8、9號煤層的主要含水層有奧陶系灰?guī)r含水層，本溪灰?guī)r、大青灰?guī)r、伏青灰?guī)r含水層、山西組砂巖含水層等。對礦井威脅較大的是奧陶系灰?guī)r含水層和本溪灰?guī)r、大青灰?guī)r含水層，三者由于構造關系具有水力聯(lián)系，屬同一奧灰水源，礦井涌水量800~1000m3/h，主要為大青灰?guī)r和采空區(qū)涌水。1841小面突水位于井田的東北端。
　　3注漿堵水方案設計概況
　　出水地段具體位置因沒有人實見，加之巷道羅盤掛線測量，存在一定偏差，為了準確控制突水構造，在治水中采用邊探邊治水的方案，即先施工探查孔6個，如其中任何一個孔探到導水通道即可進行注漿堵水，如不遇通道則應利用打成的6個探查孔進行透視，探查確定導水構造所在精確位置，再施工2個注漿堵水孔，完成注漿堵水后,再施工檢查加固孔2個。如果探測孔在施工中已打透導水通道，已形成堵水條件，則即可利用探查孔進行注漿堵水，如果探查孔注漿堵水已達到良好的效果，則檢查加固孔可減少，據(jù)此,本項工程設計10個孔，有可能不必全部施工即完成堵水復礦工作。
　　4“圍點打援”技術方法
　　4.1“圍點打援”的含義
　　在本次堵水施工中的攻堅階段，即EX-2~EX-6孔的施工是進入對突水點，導水通道探查及封堵階段，EX-2號的兩側(cè)和上下方布置EX-3、EX-4、EX-5、EX-6號孔，在這個階段采取了“圍點打援”的施工方案，即對EX-2號孔外圍截流切斷或減少補給，減輕EX-2號的施工難度。所以，所謂的“點”就是突水點中心EX-2，“援”指的EX-3、EX-4、EX-5、EX-6四個鉆孔。在EX-4號已終孔，EX-3、EX-5、EX-6號孔已穿過8號煤底板下斷層帶、本溪地層破碎帶，進入奧灰層位，深度達到250m以下時，排水量由3440m3/h減少到1400m3/h，奧灰水位由+60.1m上升到76.8m，堵水取得了顯著效果。
　　4.2“圍點打援”的施工工藝及技術要點
　　“圍點打援”的施工工藝不是十分復雜，具體的操作步驟是：
　　4.2.1首先，根據(jù)工程的實際情況，準確的確定突水點的位置，以次來定下“圍點打援”中的“點”的位置。這一步看似簡單，其實關系著整個施工的成敗，應該在對整個工程總體準確的把握的基礎上進行；
　　4.2.2其次，確定“點”之后，應該合適的布置援的位置和數(shù)量。本次施工中根據(jù)工程的水文地質(zhì)條件，在EX-2周圍布置了EX-3、EX-4、EX-5、EX-6四個鉆孔，其中EX-5在“點”孔的上游位置，其余三個在“點”孔的下游；
　　4.2.3注漿過程中的“點”孔和“援”孔注漿的先后。本次施工的過程中，發(fā)現(xiàn)在對EX-2孔骨料充填過程中，EX-3孔在孔內(nèi)骨料堆積的高度不斷增加，EX-2與EX-3孔同時旋噴，EX-3孔旋噴效果良好。但是針對對EX-2孔旋噴二次不成功的情況夏，首先再次骨料填滿通道，并保持骨料位置不變的情況下，該孔停止施工，等待EX-3、EX-4、EX-5、EX-6號孔的注漿截流，在減少對EX-2水動力干擾的條件下，EX-2的注漿取得了很好的效果；
　　4.2.4漿液的選取。由于本工程的地質(zhì)條件十分復雜，空隙大小的差距十分的懸殊，特別是EX-5孔，本孔揭露奧灰斷層斷裂帶，其空隙大小正處在細砂注不進去，尾礦砂人工充填量很少，效率極低，還極易發(fā)生堵孔的程度上。通過選取了懸浮性好，比重大，失水硬結性好的選礦砂顆粒細（但比水泥顆粒粗），成功的解決了EX-5孔的問題。同時根據(jù)孔口壓力的變化及時調(diào)整注入純水泥漿，這樣達到較好的固結效果；
　　4.2.5注漿的工藝流程。
　　根據(jù)井下裂隙的大小，遵循“先細后粗再細”的原則進行灌注。可以保障骨料既不會沖的太遠而浪費材料，還可以使骨料有一定的擴散面積，達到最佳的效果。施工的工藝流程如圖1：
　　                 
　　　　                                                                圖1注漿工藝流程圖
　　5技術經(jīng)驗
　　（1）、為保證工程的成功,首先要對出水水源和導水通道作正確的分析,制定合理的治理方案,并根據(jù)鉆探的實際情況及時調(diào)整；
　　（2）、“圍點打援”雖然在本次施工中取得了很大的效果，但是井下還有一定的涌水量。“圍點打援”技術應該和其他的堵水方法聯(lián)合使用，才能取得比較理想的效果。
　　參考文獻：
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