破碎富水带三篇

破碎富水带 篇1

地面预注浆技术是指当井筒通过较大的裂隙含水层或流砂层时, 在井筒开凿以前, 用钻机沿井筒的周围钻孔, 然后将配好的浆液靠设在地面的注浆泵经过各注浆孔注到地层内的裂隙或孔隙中充填固结, 在未开挖的井筒周围形成不透水的注浆隔水帷幕, 最后再进行井筒开凿。

地面预注浆技术的优点有: (1) 全部工作均在地面上进行, 工作条件好、效率高、钻进速度快; (2) 可以根据裂隙方向布置钻孔, 钻孔偏斜影响小, 且钻孔、注浆工程量较小; (3) 钻孔和注浆工作可在井筒开始掘进前进行, 不影响工程进度, 可连续施工; (4) 可以使用生产效率高的大型钻机使注浆孔孔径加大, 钻孔可以交叉更多的含水层裂缝, 提高了充填效果。

1 工程概况

江苏省徐州市某矿区域地质构造位置属华北板块南缘, 煤田构造形式为近东西向的对冲构造盆地, 南北两侧均为推覆构造组成的叠瓦扇, 盆地内部则为较简单的复向斜构造。南北边缘发育走向逆冲断层, 内部发育北北东向正断层。

井筒多为花斑状泥岩、砂质泥岩和粉砂岩, 裂隙发育, 岩体破碎, 富含水和瓦斯。瓦斯地质、水文地质和工程地质条件较为复杂。

2 注浆工艺

2.1 固管工程量、注浆段造孔

在注浆施工中, 依据注浆的目的不同及注浆地层的不同, 可以采用不同的钻孔方法及钻孔要求。

固管段表土层段采用牙轮钻头钻进, 直孔钻至382 m。护壁管中用单液水泥浆固管;养护后换130 mm牙轮钻头, 无芯钻进至终孔。井筒地面预注浆共完成固管安装2 292 m, 完成注浆段造孔4 018 m, 注浆孔布置见图1。

2.2 钻孔结构

主井地面预注浆钻孔分两级结构。

直孔段:开孔直径191 mm, 钻进至套管深度382 m, 下入直径168 mm套管。套管以下用直径130 mm钻头钻进。

2.3 孔斜

井筒直孔固管段终孔偏斜率不大于2‰, 注浆段终孔偏斜率不大于5‰。

为防止钻孔偏斜, 在钻进过程中, 应严格遵守技术操作规程, 还应注意钻具的同心度与垂直度, 根据岩层软硬的变化调整钻压、钻速, 保证钻具呈垂直状态。

钻孔测斜采用JDT-6陀螺测斜仪, 要求每10 m一个测点, 必要时加密测点, 并把数据及时填到钻孔偏斜平面图上, 以便根据钻孔偏斜情况及时采取相应措施, 确保注浆质量。

3 注浆方案

3.1 注浆深度及段高划分

井筒断层破碎带的加固范围为400~442 m。采用小段高, 定量注入单液水泥浆进行加固。当井底为含水层时, 为防止井底涌水, 注浆深度应为10 m以上。当注浆深度较大时, 由于各土层的裂隙发育不同及静水压力随深度增加而增大, 所以, 在一定压力下浆液扩散距离不相同。上部扩散远, 下部扩散较近;大裂隙扩散远, 而小裂隙扩散近, 应采用分段注浆。而主井断层破碎带基本现场实际情况可以采用先注黏土浆, 再注入水泥浆。水泥浆注浆加固段高原则上每10~20 m一个段高, 以不塌孔和埋钻为原则。

3.2 注浆压力

注浆压力是浆液在地层中扩散的动力, 它直接影响注浆加固效果, 但是注浆压力受注浆地层条件、注浆方法和注浆材料等因素的影响和制约。

注浆压力采用式 (1) 来计算:

式中:k是由深度决定的压力系数, MPa/m, 在埋深较潜的土层注浆时可取k=0.023~0.021;H为注浆深度, m。

由于是对断层破碎带进行堵水加固, 地质条件非常复杂, 所以从注浆公式可确定终压为静水压力值的2.5~3.0倍, 且根据注浆施工中的实际情况进行调节。

3.3 注浆材料及配比

破碎带堵水注浆以黏土水泥浆为主, 加固以单液水泥浆为主, 并注入部分塑性早强水泥浆 (主要成分水泥、粉煤灰、早强剂、塑性剂) 。

塑性单液水泥浆比常规的单液水泥浆吸水率低, 悬浮性好, 早期强度高, 可以适当提高注浆段高, 减少重复注浆次数, 提高施工效率。具体单液水泥浆配比见表1。

3.4 注浆量

浆液注入量根据浆液有效径向扩散距离和注浆段平均裂隙率, 利用公式 (2) 计算:

式中:Q为浆液注入量;R为浆液有效扩散半径, m;H为注浆段高, m;η为砂层孔隙率, 30%~40%;λ为损失系数, 1.2~1.5;η为岩层裂隙率, 0.5%~3%;α为浆液在裂隙内的有效充填系数, 0.8~0.9;m为结石率, 与浆液性质、砂层种类及充填率等有关, 一般为1.1~1.3;m为结石率, 与浆液性质、水泥浆的水灰比等有关, 一般为0.56~0.99。

4 注浆效果

4.1 注浆结束标准

井筒破碎带加固注浆, 单液水泥浆加固注入量实行定量控制, 达到设计的注浆终压 (静水压力的2.5~3倍) , 终量不大于60 L/min, 并继续以同样的压力注入较稀的浆液20 min以上。

4.2 注浆效果

井筒涌水量的预计一般采用稳定流完整井承转无压井的裘布依公式计算出的涌水量作为参考水量。该井注浆后注浆段井筒剩余涌水量预计为2.26 m3/h, 达到小于4 m3/h的质量标准, 与注前井筒检查孔提供的基岩段井筒涌水量297.57 m3/h相比, 堵水率达99.5%, 注浆加固效果明显。

5 主要结论

1) 该井筒裂隙发育, 岩体破碎, 含水丰富, 为确保地面预注浆工程达到所要求的效果, 实际完成6个注浆钻孔, 浆液注入量224 606 m3, 达到了预期效果;

2) 根据井筒复杂的水文地质条件, 采用小段高定量注入单液水泥浆对主井进行加固;注浆压力从注浆公式可确定终压为静水压力值的2.5~3.0倍;单液水泥浆配比从0.5∶1到2.0∶1;

3) 井筒破碎带在压水试验监测表明, 地面预注浆质量可靠, 堵水效果显著, 基本上消除了掘进工作面突水、大涌水量等隐患, 为井筒施工创造良好条件。

参考文献

[1]刘斌.地下工程特殊施工[M].北京:冶金工业出版社, 1991:30-36.

[2]黄德发, 王宗敏, 杨彬地层注浆堵水与加固施工技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2003.

[3]刘佑荣, 唐辉明.岩体力学[M].武汉:中国地质大学出版社, 1999.

[4]陈轲, 王曾光.地面注浆堵水技术在矿山建设中的应用[J].中国矿山工程, 2009, 38 (1) :35-40.

掘进时如何通过破碎带 篇2

关键词：破碎带 掘进 施工工艺

巷道掘进过程中，较难通过的就是遭遇地质构造如断层、陷落柱、裂隙、褶皱、地质松软层等。而最难通过的就是由于这些地质构造而形成的顶板破碎带。

顶板破碎不是成块的下落，而是如“鸡粪”一样伴随着大小不等的砟块随时从顶上流下来，支架也被砸的歪三扭四，造成巷道无法向前掘进。上至地区主管区长，下至每一名施工人员往往一筹莫展，一时陷入困境。

我公司矿井资源枯竭，主要靠开采边角残煤、煤柱为主，老空多、地质构造多，地区压力大。里12262底层工作面，位于矿井井田南部，原使用采煤机对该区域已进行过开采，现开掘的区域，属于第一次开采时，经过改造甩掉的煤柱后的底层复采（因为原构造多、煤层薄，未计划采底层），顶板破碎。在这样的条件下，曾经顺利地通过三处顶板破碎带，顺利掘进了该工作面，摸索了一些经验，在此向大家介绍如下：

1 掘进过程中支架的选取

在支架选取时，我们对几种常用矿用支架的优缺点进行了对比，最终确定采用U钢支架通过破碎带。因为U钢支架具有以下优点：

承受压力大，支撑时间久，支架整体性好、性能稳定、连接安全可靠，具有可缩性和可靠的承载能力，适应松软围岩的载荷和变形，有可靠的质量和超强的性能，提高巷道使用寿命，断面利用率高，支撑时间久，降低巷道的维修率，减少安全事故的发生，特别是在动压区收缩性好，不容易压坏支架等。

2 掘进方式的选取

掘进时，因为是通过破碎带所以不利于掘进机械作业，只能采用放震动炮配合风镐进行破煤、岩作业，装岩时由于装岩机械的导向轮无处固定，所以只能采用人工装砟，作业方式只能采用放震动炮配合人工装砟作业的方式。

3 掘进顶板的控制

对于顶板的控制首先我们选取了注水泥浆的方法，但是由于顶板有淋水，所以这种方式效果不太理想，其一是注水泥时水泥不容易加注；其二是既使强行注浆，凝固效果也不理想。我们想到了注化学浆，但是注化学浆容易失火，且《安全施工措施》还得经集团公司审批，最终结果如何也是个未知数，所以控制该处顶板只能采用人工超前打撞楔的方法人工控制顶板了。

4 施工过程及工艺

4.1 破岩

由于是过顶板破碎带，为了减小破岩时对巷道围岩的震动，又考虑到局部围岩较硬，故尽量选取放震动炮配合风镐、手稿进行破岩。作业时要小点炮，控制好钻眼深度、角度，严格控制好装药量，尽量做到震疏松煤、岩体即可，减少放炮对架棚的影响。如果出现欠挖时要采用风镐、手稿找好规格，然后迅速地挑好梁，在每架梁的上部用大底梁接顶。这是关键的一步，如果充填不接顶，又是下山掘进，一旦顶板开始流砟，将来便难以控制流砟量及流砟时间。假如裱褙没有接顶，又加之顶板有水，一段时间后，一旦水把全部煤、岩体泡透后，它就会变成豆酱一样的流体，只要开始流煤、砟，只有把煤、砟全部流完后才能停止，最终导致每个班都在出煤、砟，而不能向前掘进。

4.2 装岩

由于所掘进的巷道周围围岩疏松，装岩机导向滑轮无法固定。但是即使这样，装岩机导向滑轮也坚决不能在U钢支架上。因为本来巷道顶板就不好，再在支架上挂滑轮对支架进行晃动，一是顶板流砟更难控制；二是出现支架歪扭，甚至不迎山。这些情况将来再做处理相当困难。

5 支护

在支护时尽量缩小棚距乃至密扣，方法是在前探梁的中间再跳棚梁。为保证所使支架具有一定的稳定性，要在每架的柱跟选取固定的位置打好撑木。前探梁要保证每个销子紧固有效。在上好梁后，每三架支架要用坡度轨将梁口找平，以求梁平。所有支架一定要加密裱褙，所有金属支拉杆要全部打齐紧固有效。卡兰螺丝确保紧固度，又因为不全是新U钢，U钢口不一定完全符合，所以下一班要对上一班U钢卡兰进行二次紧固，确保U钢搭接在允许范围之内。如果底板松软要在每架的柱根穿鞋或加垫板梁，以防止支架下沉。从而达到了煤、岩巷顺利通过顶板破碎带的目的。

参考文献：

[1]郭福中.锚网喷+锚索+可伸缩金属钢架联合支护在过断层破碎带中应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（10）.

[2]姚绍强.岩巷下山穿煤层破碎带施工技术与实践[J].价值工程，2011（23）.

[3]王在泉，王建新，郑颖人，张黎明.局部破碎带渗水条件下海底隧道稳定性的有限元极限分析[J].岩石力学与工程学报，2007（S2）.

[4]王昆明，唐德高，贺虎成，刘记军，杨夫礼.破碎带对地下坑道动力响应影响的数值分析[J].防灾减灾工程学报，2007（01）.

采面过顶板破碎带安全技术措施. 篇3

2014年5月11日 桐梓县松坎道角煤矿

135采煤工作面过顶板破碎带安全技术措施

一、概况

135采煤工作面由于受到地质变化影响,导致该工作面顶板破碎、片帮严重,严重影响采煤机正常回采。为保证顺利通过此段,特制订以下安全技术措施:

二、组织机构及其职责 组长:张大华

副组长:张勇、敖亨敏、唐德科、姚其昌、吴显琴 成员:吴文举、吴志杰、跟班安全员和瓦检员

1、采煤工作面要以生产矿长为组长,安全矿长为副组长,跟班安全员、瓦检员、采煤班长、当班跟班矿长为成员的领导小组,要求领导小组成员必须跟班到现场,现场安全及工程质量的管理。

2、坚持正规循环作业,合理安排各工序进行作业,充分利用工作时间和空间;各生产班要密切配合,互创有利条件,保证措施落实到位。

3、严格组织正规循环作业,班班做好“一班三汇报”工作,加强工作面工程质量管理。

4、严格执行工作面交接班制度,对工作面工程质量、安全状况以及遗留问题等,必须在现场交接清楚,并向矿调度室汇报。

5、所有作业人员要严格按照本措施要求施工,牢固树立“安全第一,预防为主”的思想意识,坚持做到不安全不生产。

三、作业形式及作业要求

1、在回采工程中,采煤机割煤要割齐割正,采煤机司机严格掌握采高情况,在采超高段时,及时调整采高。

2、在采煤机割完煤后,支护工及时穿梁护顶,然后再追机移溜。

四、1、工作面做到“四直”“一平”“两畅通”,即煤壁直、柱腿

直、托梁直、刮板输送机直,煤溜平,上、下端头安全出口保持畅通 预防冒顶措施

1、支架及液压管路必须加强检修,保证完好。严禁出现滴、漏、跑、冒、串液等现象。

2、支架必须接顶严实,出现倒架必须及时处理,如发生片帮严重时,对于空顶超过0.3m时,必须要用木料(或废旧工字钢接实,禁止空顶作业。

3、顶板破碎时,必须打贴帮柱,保证支护撑有力。

4、现场必须备足过所需物资(各种规格的圆木、金属网、排花等。

5、支柱时,支柱的四爪要与长钢梁平面严密接触,每根支柱必须栓牢防倒绳,防止支柱卸载倾倒伤人。

6、加强工作面液压系统检修,做到管路不漏液、乳化液配比浓度必须保证2%—3%,泵站压力保证不低于30MPa。

7、π梁必须成对,工作面不允许有单梁、单柱。

8、工作面超高部分,必须要用坑木、排花接顶。

9、加强工作面顶板管理,确保工作面支护状态良好,支柱支撑有力,柱间距符合规程要求,超前支护距离不得小于20m,并保证人行道畅通。

10、工作面及两巷,所有单体支柱必须符合要求,失效的单体支柱必须更换。

11、严格使用好工作面左右端头四对八根长钢梁,确保行人畅通。

12、顶板破碎段必须铺双网,联网时上边对接0.2m,短边搭接0.2m,用10#铁丝每隔0.2m连接一道。

13、遇到顶板破碎严重时,必须超前移梁或打木垛及时支护顶板,防止大量片帮。

14、现场作业人员严格执行“敲帮问顶”制度,及时处理有危险的矸石、伞谵。

15、所有单体柱必须支到实底,做到迎山有力。遇到底板较软时必须穿柱鞋,防止支柱钻底。

五、有害气体防止措施

1、工作面配备专职瓦检员,随时对工作面上隅角及超高处进行检查。发现异常及时通知撤人,并采取相应措施进行处理,并及时汇报矿调度室。

2、确保+825大巷两道风门联锁完好,减少135采面漏风。

3、测风员随时测定工作面风量,确保通风满足要求。

4、采煤过程中,采煤机、上隅角悬挂便携。

5、瓦检员、监控维修工经常检查瓦斯探头情况,保证监控系统正常可靠运行。

六、回柱放顶安全措施

1、回柱前应先检查后工作,整改不正规支柱,对支柱进行二次补液。

2、回柱工必须站在所回柱的上方进行回柱,用卸载手把慢慢使支柱卸载,取出支柱后支设在规定位置。

3、回柱时,每组不得少于两人,一人回柱,一人观察顶板及支架情况。

七、未尽事宜,根据现场情况再做补充完善。附:悬移支架使用操作安全技术措施 生产技术科 2014年5月11日 附: 悬移支架使用操作安全技术措施

1、悬疑液压支架操作人员必须经过专门培训,熟悉悬疑液压支架的性能及构造原理和液压控制系统,通晓支架使用操作安全技术措施,能够按完好标准维护保养悬疑液压支架,懂得顶板管理方法和工作面作业规程,经培训考试合格并持证上岗。

2、掌握好支架的合理高度 2.0—2.2m。当工作面实际采高不符合上述规定时,应报告班长并采取措施后再移架,支架内各立柱机械加长段伸出长度应一致,其活柱行程保证支架不被“压死”。

3、支架所用的阀组、立柱、均不准在井下拆检,可整体更换。更换前尽可能将缸体缩到最短,接头处要及时装上防尘帽。

4、备用的各种液压软管、阀组、液压缸、管接头等必须用专用堵头密封,更换时用乳液清洗干净。

5、更换胶管和阀组液压件时,只准在“无压”状态下进行。且 出液口前方严禁有人。

6、不准随意拆除和调整支架上的安全阀。

7、悬疑液压支架工操作时要掌握八项操作要领,做到快、匀、够、正、直、稳、严、净;即:(1

（2、移架速度要均匀

（3、移架步距要符合作业规程规定

（4、支架位置要正,不要压架（5、各组支架要排成一直线（6、支架、刮板输送机要平稳牢靠（7、顶梁与顶板接触要严密不留空隙（8、矸、煤尘要清理干净

8、乳化液用水要求水质清洁、无杂物、杂质,开泵工要坚守岗位,经常检查水质状况,加供水过滤网。否则,因水质、杂物堵塞液压阀或管道,易造成阀体漏夜失灵,翻柱、倒架伤人事故。

9、必须采用合格乳化油,配比浓度不少于3%,乳化液要充足,不得少于半箱,缺少时及时补液,同时要求甭想每月清洗一次,进回液管道过滤器有当班液压维护工每班清洗一次。

10、开泵、开总截止阀钱要认真检查各管路、接头及U型卡连接状况,防止突然来压甩掉伤人,每次停送压前后,操作人员要尽可能远离连接接头位置。

11、液压泵站压力不得小于25MPa。

12、上班时检查工作面支架的所有操纵阀手柄是否处于中间位置,如全部处于中间位置,打开总液压截止阀。

13、每班班前要检查液压支柱工作状态,发现失效漏液阀、柱、管,要及时更换。

14、打开总截止阀时,必须由当班班长命令,班长在安排检查工作面内所有的手柄处零位后发令。

15、使用支架的注意事项:

（1、工作面支架管理严格采用(四条线挂线管理,即:定量平直一条线、托梁平直一条线、前柱一条线、后住一条线。

(250mm,否则安全小将被切断,同时注意观察相邻支架的高度,所升支架与相邻支架盖度基本相同即可。

（3、支架使用时,液压支柱原则上应与顶梁垂直,以免损坏支柱销及柱顶座。（4、支架前移时,必须使支柱脱离浮煤,严禁拖着支柱向前移,以免损坏支柱销及柱顶座。

（5、支柱出现问题及故障必须及时维修,不得带病作业。

（6、移架时,如阻力过大不得强行移架,要先查清原因,待处理好后再前移支架。（7、乳化液用水要求硬度不大于10mg/g、洁净无杂质、无色无味。（8、泵站应放置在顶板完整或顶部封闭且煤尘较小的硐室内,且过滤网按要求放在箱口处,以防止外来杂物进入泵箱,污染乳化液。

（9、必须采用合格的M-10乳化油,按有关要求配置浓度。乳化液箱内要保持足够的乳化液并坚持每月清洗一次。

（10、当泵站的乳化液减少时应及时补充,并达到规定比例。否则应停止使用。（11、开泵前要认真检查高压泵管、接头及U型卡子,防止脱落伤人。（12、不准在工作面拆装操作阀零件,不用的接口必须用堵封 闭并上好U型卡子。

（13、液压部件或胶管的安、拆,要保持清洁,必须用乳化液将管道中洗干净,以防杂质进入系统内,造成液压元件损坏。携带的胶管两端必须封填好。

（14、更换液压部件或胶管时,高压管路截止阀要关好,待更换件的工作腔压力释放后方可拆开。

（15、更换液腹部件或胶管时,其高压液的出口不许对着人和自己,以免误操作伤人。

（16、安装前阀体内应保持有机油防锈。

（17、系统内过滤器每班清理一次,液压系统其它零部件拆卸后必须清洗干净方可安装。

（18、用注液枪注液时,必须将注液口的赃物冲净,不能将赃

一。

（19、初次下井或新维修好的支柱第一次使用时,应全行程反复升降活柱四次以上,完全排除掉缸内的空气。

(20、在工作中突然发生高压管脱扣,应迅速关闭操作阀或截止阀。

21、操纵阀使用频率较高,不要用力过猛,防止损坏液压元件,严格按操作规程操作。

（22、液压系统向工作面供压前必须保证所有操作阀手柄处于中间位置。（23、搬动操作阀手柄应准确、迅速、到位,不准将操作手柄停留在两工位中间。

（24、每班前检查液压柱的工作状态,发现失效及时更换。（25、下班时,关闭工作面的总液压截止阀。

（26、上班时,检查工作面支架的所有操纵阀手柄是否处于中间位置,确认全部处于中间位置后方可打开总液压截止阀。

16、过断层、空巷、顶板破碎带及压力大时的移架:（1、按照过断层、空巷、顶板破碎带及压力大时的有关安全技术措施进行护顶或超前支护,尽量缩短顶板暴露时间、缩小顶板暴露面积。

（2、一般采用“带压移架”,即同时打开降柱及移架手把,及时调整降柱手把,使破碎矸石滑向采空区,移架到规定步距后立即升柱。

（3、过断层时,应按作业规程规定严格控制采高,防止压死支架。（4、移架顺序按正常移架顺序进行。

17、移架操作注意事项

（1、每次移架前都要先检查支架管线,清除架前障碍物。保证移架期间不出现挂、卡、阻现象。

(2 大于400mm

（3、移架人员必须站在左边(或右边一架内操作右边(或左边一架支架,面向右(或左前方观察支架和煤壁情况,要保持支架垂直煤壁及输送机,不垂直时,要及时调整。

（4、移架的左右方和前方不准有其他非工作人员。移动端头支架时,除移架工外,其余人员一律撤到安全地点。

（5、工作面遇断层、硬煤、硬夹石层需要放炮时,必须把支架的立柱、管线、设施等掩盖好,防止崩坏。移架前,必须把煤矸清理干净。

（6、支架顶梁在掘进过程中,若出现倾斜,应立即调整。

17、工作面冒顶的处理:（1、顶梁前端顶板破碎局部冒顶时,将顶梁上用半圆木背顶,再升柱使其严密接顶。

（2、支架上方空顶时,应用木料(或废旧工字钢背实。