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张延颖:葛泉矿煤层高承压岩溶含水层上带压开采下组煤技术探索
2019-04-25  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   

钻探总进尺12134.3m,注入水泥12915.85 t,从而使1192工作面的底板注浆面积达到40000m2,注浆孔密度达到205m2/孔,钻孔平均间距达到10m左右;实现更加理想的注浆效果。
在验证注浆效果上,他们在采用综合检测手段对工作面底板进行全面注浆加固与改造后,采用电测深和音频电透视技术对注浆加固效果进行了检验,并对仍然存在的物探异常区进行了钻探验证,对验证存在的注浆薄弱区段补充注浆。期间,共抽检注浆孔个数近40%,发现单孔涌水量均小于15m3/h; 75%的区段初见本灰水深度大于15m,初见本灰水量小于3m3/h。1192工作面的底板经过全面改造,已较好地符合了开采条件。并安全采出后,他们又对1190工作面的注浆工程进行优化,使底板注浆面积达到58000 m2,注浆孔密度达到464m2/孔,钻孔平均间距达到15m左右,并抽检注浆孔30%。当发现单孔涌水量均小于20m3/h,80%的区段初见本灰水深度大于15m,初见本灰水量小于3m3/h后,即进入回采,目前1190工作面已经安全回采250m。


  大胆探索 形成底板注浆改造的量化指标

  河北金牛能源集团葛泉矿在高承压岩溶含水层上带压开采下组煤上,对钻孔布置、注浆材料选择和制浆工艺进行大胆探索,并成熟了本区9号煤层底板注浆改造的量化指标,使这一技术得到了发展。
  在钻孔布置上,他们以注浆孔单孔由孔口管(Ф108mm)、止水套管(Ф89mm)和裸孔注浆段(Ф75mm)组成,裸孔注浆段长度和钻孔倾角及孔口管、套管长度在符合相关规程的基础上,因钻孔位置岩性、水压以及初见水量大小而不同,止水套管埋深在煤层底板下6~10m,终孔位置为穿过本溪灰岩底2m为钻孔结构,并从9个方面进行了把握。即:浆液扩散半径20m,终孔位置间距应不大于40m;目的层为煤层底板下10m至本溪灰岩底板下2m的含导水构造;钻孔裸孔段尽可能多的穿过注浆加固的目的层段;钻孔方向尽可能垂直于构造裂隙发育方向;对物探异常区、断层带有所侧重;在工作面切眼位置、初次来压位置、周期来压位置、巷道直接底板两侧15m范围内和停采线附近重点加固;钻窝位置设在利于排水、通风、逃生和围岩相对完整的区段;注浆钻孔一般布置在利于施工与运输的巷段;利用现有巷道对其两侧相邻工作面底板进行注浆改造降低成本。
  在注浆材料选择和制浆工艺上,为了保证浆液质量的稳定性、可控制性和注浆改造工程质量的可靠性,初次采用大面积注浆工艺对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行全面注浆改造中,采用425标号纯水泥浆灌注。在首采工作面取得经验的基础上逐步研究适合本区水文地质特点,选用价格低廉、易于取材的替代材料,并在地面建成了由粘土造浆系统、水泥下料系统、制浆系统、跟踪控制计量系统及灌注系统组成的注浆站。其中:水泥下料系统包括散装水泥罐、调速螺旋机、压风机、气动阀门、电磁阀等组成,采用风动下料方式。制浆系统包括射流泵、射流造浆器、吸浆池、搅拌机等组成,采用射流造浆方式;跟踪控制计量系统由微机、计量螺旋机、电磁流量计、转换控制柜等组成。由电磁流量计计量产生的信号经转换放大后输入微机,微机根据标定的初始参数和浆料系数确定水泥下料量,由变频调速器调节计量螺旋机的转速,实现浆料的自动跟踪控制。
  在量化指标的确定上,他们以钻孔密度、检查孔个数、单孔涌水量和见本灰水深度作为注浆效果评价的量化指标,并以注浆孔密度达到450 m2/孔,钻孔平均间距小于15m; 检查孔个数占注浆孔个数的30%以上;检查孔

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